Назначение
Анализаторы цепей векторные XS-VNA-01 предназначены для измерений комплексных коэффициентов передачи и отражения (S-параметров) многополюсников в коаксиальных волноводах.
Описание
Конструктивно анализаторы цепей векторные XS-VNA-01 выполнены в виде моноблока, на передней панели которого расположены органы управления, измерительные порты, разъемы прямого доступа к источникам и приемникам сигналов и жидкокристаллический цветной дисплей. На задней панели расположены входы и выходы опорных частот, входы и выходы синхронизации. Для работы в составе автоматизированных систем анализаторы цепей векторные XS-VNA-01 обеспечивают подключение по интерфейсам USB, LAN и GPIB.
Принцип действия анализаторов цепей векторных XS-VNA-01 основан на возможности раздельного измерения параметров измерительных сигналов (падающего, прошедшего через измеряемый многополюсник и отраженного от его входов) с применением направленных ответвителей. В своем составе каждый измерительный порт анализатора содержит: синтезатор для формирования падающего сигнала, направленный ответвитель для раздельного выделения опорного и измерительного сигналов, два гетеродинных приемника для формирования напряжений, пропорциональных амплитуде и фазе опорного и измерительного сигналов. Напряжения с выходов гетеродинных приемников подвергаются дискретному преобразованию и поступают в блок цифровой обработки. Информация об измеряемых величинах, полученная в блоке цифровой обработки, выводится на дисплей прибора в виде диаграмм и цифровых значений.
В анализаторах цепей векторных XS-VNA-01 реализованы различные виды калибровок по наборам внешних калибровочных мер и соответствующие векторные коррекции составляющих систематической погрешности измерений комплексных коэффициентов отражения и передачи.
Функциональные возможности, метрологические и технические характеристики анализаторов цепей векторных XS-VNA-01 определяются составом опций, входящих в их комплект. Обозначения и наименования опций приведены в таблице 1. Аппаратные опции устанавливаются при изготовлении анализатора, программные опции могут быть установлены пользователем анализатора.
Таблица 1 - Опции анализаторов цепей векторных XS-VNA-01 по заказу
| Обозначение | Наименование и функциональное назначение |
| Аппаратные опции |
| F13 | Диапазон частот от 10 МГц до 13,5 ГГц |
| F26 | Диапазон частот от 10 МГц до 26,5 ГГц |
| F43 | Диапазон частот от 10 МГц до 43,5 ГГц |
| F50 | Диапазон частот от 10 МГц до 50 ГГц |
| 213,200,250 | 2 измерительных порта |
| 413, 400, 450 | 4 измерительных порта |
| 201, 251, 401, 451 | Внутренние аттенюаторы источников |
| 202, 252, 402, 452 | Внутренние аттенюаторы источников и приемников |
| 203, 253, 403, 453 | Внутренние аттенюаторы источников с инжекторами питания и аттенюаторы приемников |
| 404, 454 | Прямой доступ к промежуточной частоте (ПЧ) |
| 405, 455 | Измерение коэффициента шума |
| Программные опции |
| S30 | Измерение с преобразованием частоты |
| S31 | Измерение скалярных S-параметров смесителей |
| S32 | Измерение комплексных S-параметров смесителей |
| S40 | Измерение на импульсных сигналах |
| S50 | Измерение коэффициента шума |
Анализаторы цепей векторные XS-VNA-01 в зависимости от установленных опций диапазона частот имеют разные типы разъемов измерительных портов: N «розетка» для опции F13; 2,92 мм «вилка» для опции F26; 2,4 мм «вилка» для опций F43, F50.
Анализаторы цепей векторные XS-VNA-01 в зависимости от установленных опций количества измерительных портов имеют 2 измерительных порта для опций 213, 200, 250 или 4 измерительных порта для опций 413, 400, 450.
Метрологические и технические характеристики опций F13, F26, F43, F50, 201, 251, 401, 451, 202, 252, 402, 452, 203, 253, 403, 453 приведены в таблицах 3 - 4. Остальные опции анализаторов являются функциональными и дополнительными метрологическими или техническими характеристиками не обладают.
Серийный номер, идентифицирующий каждый экземпляр средства измерений, наносится методом наклейки на заднюю панель и имеет формат тринадцатизначного буквенно-цифрового номера.
Для предотвращения несанкционированного доступа анализаторы цепей векторные XS-VNA-01 имеют защитную наклейку завода-изготовителя, закрывающую головку винта крепления корпуса.
Общий вид анализаторов цепей векторных XS-VNA-01 представлен на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 - Общий вид средства измерений
Рисунок 2 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа и место нанесения серийного номера, идентифицирующего каждый экземпляр СИ
Программное обеспечение
Программное обеспечение «FW XS-VNA-01» предназначено для управления режимами работы анализаторов цепей векторных XS-VNA-01, обработки измерительных сигналов, управления работой анализаторов в процессе проведения измерений, отображения хода измерений. Программное обеспечение «FW XS-VNA-01» предназначено только для работы с анализаторами цепей векторными XS-VNA-01 и не может быть использовано отдельно от измерительно-вычислительной платформы этих анализаторов.
Программное обеспечение реализовано без выделения метрологически значимой части. Влияние программного обеспечения не приводит к выходу метрологических характеристик анализаторов цепей векторных XS-VNA-01 за пределы допускаемых значений.
Уровень защиты программного обеспечения «низкий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения (ПО)
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | FW XS-VNA-01 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 4.3.3.2 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| 1 | 2 | 3 |
| Диапазон частот, в зависимости от опции, Гц | F13 | от 1-107 до 13,5-109 |
| F26 | от 1-107 до 26,5409 |
| F43 | от Г107 до 43,5 -109 |
| F50 | от Г107 до 5 •1010 |
| Номинальные значения частоты выхода опорного генератора, МГц | 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты опорного кварцевого генератора | ±Г10-6 |
| Диапазон полос пропускания фильтров ПЧ, Гц | от 1 до 1-107 |
| Разрешение установки частоты синтезатора, Гц | 1 |
| Максимальный уровень выходной мощности, в зависимости от опции, в диапазонах частот, дБ (1 мВт), не менее | F13 | от 10 МГц до 4 ГГц включ. | 10 |
| св. 4 до 13,5 ГГц | 8 |
| F26 | от 10 МГц до 26,5 ГГц | 10 |
| F43 | от 10 МГц до 26,5 ГГц включ. | 10 |
| св. 26,5 до 43 ГГц | 9 |
| F50 | от 10 МГц до 26,5 ГГц включ. | 10 |
| св. 26,5 до 35 ГГц включ. | 6 |
| св. 35 до 43,5 ГГц включ. | 2 |
| св. 43,5 до 50 ГГц | -5 |
| Минимальный уровень выходной мощности, дБ (1 мВт), не более | штатно | -20 |
| опции 201, 251, 401, 451, 202, 252, 402, 452, 203, 253, 403, 453 | -80 |
| 1 | 2 | 3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки уровня выходной мощности, в диапазоне частот, дБ | от 10 МГц до 26,5 ГГц включ. | ±2,5 |
| св. 26,5 до 50 ГГц | ±3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня мощности минус 10 дБ (1 мВт), дБ | от 10 МГц до 26,5 ГГц включ. | ±3 |
| св. 26,5 до 50 ГГц | ±5 |
| Динамический диапазон при полосе пропускания 10 Гц, в зависимости от опции, в диапазоне частот, дБ, не менее | F13 | от 10 МГц до 1 ГГц включ. | 105 |
| св. 1 до 4 ГГц включ. | 120 |
| св. 4 до 10 ГГц включ. | 127 |
| св. 10 до 13,5 ГГц | 120 |
| F26 | от 10 МГц до 1 ГГц включ. | 90 |
| св. 1 до 4 ГГц включ. | 120 |
| св. 4 до 10 ГГц включ. | 127 |
| св. 10 до 20 ГГц включ. | 120 |
| св. 20 до 24 ГГц включ | 115 |
| св. 24 до 26,5 ГГц | 110 |
| F43 | от 10 МГц до 1 ГГц включ. | 80 |
| св. 1 до 13,5 ГГц включ. | 119 |
| св. 13,5 до 26,5 ГГц включ. | 115 |
| св. 26,5 до 35 ГГц включ. | 110 |
| св. 35 до 40 ГГц включ | 105 |
| св. 40 до 43,5 ГГц | 100 |
| F50 | от 10 МГц до 1 ГГц включ. | 80 |
| св. 1 до 13,5 ГГц включ. | 119 |
| св. 13,5 до 26,5 ГГц включ. | 115 |
| св. 26,5 до 35 ГГц включ. | 110 |
| св. 35 до 43,5 ГГц включ | 100 |
| св. 43,5 до 50 ГГц | 95 |
| Средний уровень собственных шумов приемников сигнала, приведенный к полосе пропускания 1 Гц, в диапазоне частот, дБ (1 мВт), не более | от 10 МГц до 1 ГГц включ. | -74 |
| св. 1 до 13,5 МГц включ. | -119 |
| св. 13,5 до 26,5 МГц включ. | -115 |
| св. 26,5 до 30 ГГц включ. | -110 |
| св. 30 до 43,5 ГГц включ. | -105 |
| св. 43,5 до 50 ГГц | -90 |
| Амплитудное значение шумов измерительной трассы при измерении модуля/фазы коэффициента отражения для уровня выходной мощности 0 дБ (1 мВт), коэффициента отражения 0 дБ, в полосе пропускания 1 кГц, в диапазоне частот, дБ/градус, не более | | модуль | фаза |
| от 10 до 100 МГц включ. | 0,05 | 1 |
| св. 100 МГц до 13,5 ГГц включ. | 0,04 | 0,3 |
| св. 13,5 до 50 ГГц | 0,015 | 0,1 |
| 1 | 2 | 3 |
| Эффективные параметры, определяющие погрешности измерений комплексных коэффициентов отражения и передачи, при уровне мощности 0 дБ (1 мВт), полосе пропускания 10 Гц, температуре окружающей среды 25±3 °С, после выполнения однопортовой калибровки (только для коэффициента отражения) или полной двухпортовой калибровки по наборам K01, K02, K03, K04, K05, K06, K07 (в зависимости от диапазона частот анализатора) |
| Направленность IEdI, в диапазоне частот, отн. ед. (дБ), не более | от 10 МГц до 13,5 ГГц включ. | 0,01 (-40) |
| св. 13,5 до 18 ГГц включ. | 0,013 (-38) |
| св. 18 до 26,5 ГГц включ. | 0,014 (-37) |
| св. 26,5 до 43,5 ГГц включ. | 0,018 (-35) |
| св. 43,5 до 50 ГГц | 0,025 (-32) |
| Согласование источника IEsI, в диапазоне частот, отн. ед. (дБ), не более | от 10 МГц до 13,5 ГГц включ. | 0,03 (-30) |
| св. 13,5 до 43,5 ГГц включ. | 0,04 (-28) |
| св. 43,5 до 50 ГГц | 0,06 (-25) |
| Согласование нагрузки IElI, в диапазоне частот, отн. ед. (дБ), не более | от 10 МГц до 13,5 ГГц включ. | 0,008 (-42) |
| св. 13,5 до 43,5 ГГц включ. | 0,014 (-37) |
| св. 43,5 до 50 ГГц | 0,025 (-32) |
| Трекинг передачи IEtI, в диапазоне частот, отн. ед. (дБ), не более | от 10 МГц до 13,5 ГГц включ. | 0,012 (0,1) |
| св. 13,5 до 26,5 ГГц включ. | 0,018 (0,16) |
| св. 26,5 до 50 ГГц | 0,023 (0,2) |
| Трекинг отражения IErI, в диапазоне частот, отн. ед. (дБ), не более | от 10 МГц до 50 ГГц | 0,006 (0,05) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента отражения двухполюсников AS11 и AS22, отн. ед. | ±(IEdI+IErI-|S11|+IEsI-|S11|2) ±(IEdI+IErI-|S22|+IEsI-|S22|2) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента отражения четырехполюсников AS11 и AS22, отн. ед. | ±(IEdI+IErI-|S11|+IEsI-|S11|2+ IElI-|S21|-|S12|) ±(IEdI+IErI-|S22|+IEsI-|S22|2+ IElI-|S21|-|S12|) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента отражения двухполюсников и четырехполюсников, градус | ±[0,5+(180/%)-arcsin(AS11/|S11|)] ±[0,5+(180Marcsin(AS22/|S22|)] |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента передачи, в диапазоне модуля коэффициента передачи от 0 до минус 50 дБ, дБ | ±IEtI |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента передачи, в диапазоне модулей коэффициента передачи от 0 до минус 50 дБ, в диапазоне частот, градус | от 10 МГц до 13,5 ГГц включ. | ±2 |
| св. 13,5 до 26,5 ГГц включ. | ±3 |
| св. 26,5 до 50 ГГц | ±4,5 |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | от 100 до 240 от 50 до 60 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 500 |
| Время прогрева, мин | 60 |
| Габаритные размеры без подножек и ручек (ширинахвысотахглубина), мм | 426x266,5x560 |
| Масса, кг, не более | 39 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более | от +20 до +30 80 |
| Условия хранения и транспортирования: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более | от -40 до +70 80 |
| Средняя наработка на отказ, лет | 10 |
Знак утверждения типа
наносится на переднюю панель анализаторов цепей векторных XS-VNA-01 в соответствии с рисунком 1 методом наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| 1 | 2 | 3 |
| Анализатор цепей векторный | XS-VNA-01 | 1 шт. |
| Аппаратные опции |
| Диапазон частот от 10 МГц до 13,5 ГГц | F13 | по отдельному заказу |
| Диапазон частот от 10 МГц до 26,5 ГГц | F26 | по отдельному заказу |
| Диапазон частот от 10 МГц до 43,5 ГГц | F43 | по отдельному заказу |
| Диапазон частот от 10 МГц до 50 ГГц | F50 | по отдельному заказу |
| 2 измерительных порта для опции F13 | 213 | по отдельному заказу |
| 2 измерительных порта для опций F26, F43 | 200 | по отдельному заказу |
| 2 измерительных порта для опции F50 | 250 | по отдельному заказу |
| 4 измерительных порта для опции F13 | 413 | по отдельному заказу |
| 4 измерительных порта для опций F26, F43 | 400 | по отдельному заказу |
| 4 измерительных порта для опции F50 | 450 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников (для 2-х измерительных портов) для опций F26, F43 | 201 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников (для 2-х измерительных портов) для опции F50 | 251 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников и приемников (для 2-х измерительных портов) для опций F26, F43 | 202 | по отдельному заказу |
| 1 | 2 | 3 |
| Внутренние аттенюаторы источников и приемников (для 2-х измерительных портов) для опции F50 | 252 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников с инжекторами питания и аттенюаторы приемников (для 2-х измерительных портов) для опций F26, F43 | 203 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников с инжекторами питания и аттенюаторы приемников (для 2-х измерительных портов) для опции F50 | 253 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников (для 4-х измерительных портов) для опций F26, F43 | 401 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников (для 4-х измерительных портов) для опции F50 | 451 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников и приемников (для 4-х измерительных портов) для опций F26, F43 | 402 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников и аттенюаторы приемников (для 4-х измерительных портов) для опции F50 | 452 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников с инжекторами питания и аттенюаторы приемников (для 4-х измерительных портов) для опций F26, F43 | 403 | по отдельному заказу |
| Внутренние аттенюаторы источников с инжекторами питания и аттенюаторы приемников (для 4-х измерительных портов) для опции F50 | 453 | по отдельному заказу |
| Прямой доступ к промежуточной частоте (ПЧ) для опций F26, F43 | 404 | по отдельному заказу |
| Измерение коэффициента шума для опций F26, F43 | 405 | по отдельному заказу |
| Прямой доступ к промежуточной частоте (ПЧ) для опции F50 | 454 | по отдельному заказу |
| Измерение коэффициента шума для опции F50 | 455 | по отдельному заказу |
| Программные опции |
| Измерение с преобразованием частоты | S30 | по отдельному заказу |
| Измерение скалярных S-параметров смесителей | S31 | по отдельному заказу |
| Измерение комплексных S-параметров смесителей | S32 | по отдельному заказу |
| Измерение на импульсных сигналах | S40 | по отдельному заказу |
| Измерение коэффициента шума | S50 | по отдельному заказу |
| Принадлежности |
| Набор калибровочных мер TOSM, разъем 3,5 мм «вилка», 4 шт. | K01 | по отдельному заказу |
| Набор калибровочных мер TOSM, разъем 3,5 мм «розетка», 4 шт. | K02 | по отдельному заказу |
| Набор калибровочных мер TOSM, разъем 3,5 мм «вилка»/«розетка», 8 шт. | K03 | по отдельному заказу |
| Набор калибровочных мер TOSM, разъем N-тип «розетка», 4 шт. | K04 | по отдельному заказу |
| 1 | 2 | 3 |
| Набор калибровочных мер TOSM, разъем 2,4 мм «вилка», 4 шт. | K05 | по отдельному заказу |
| Набор калибровочных мер TOSM, разъем 2,4 мм «розетка», 4 шт. | K06 | по отдельному заказу |
| Набор калибровочных мер TOSM, разъем 2,4 мм «вилка»/«розетка», 8 шт. | K07 | по отдельному заказу |
| Кабель питания | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 6 «Измерения» руководства по эксплуатации.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении
государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3461 «Об утверждении
государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц»;
Приказ Росстандарта от 9 ноября 2022 г. № 2813 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 37,50 до 118,1 ГГц»;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3383 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений ослабления напряжения постоянного тока и электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 20 Гц до 178,4 ГГц»;
ГОСТ Р 8.813-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0,01 до 65,00 ГГц;
МИ 3411-2013 ГСИ. Анализаторы цепей векторные. Методика определения метрологических характеристик;
Стандарт предприятия изготовителя «Xiansheng Technology Co.,Ltd».
