為同時(shí)滿足很多的端口數(shù)量和很高的測(cè)試頻率的要求，可以通過使用一個(gè)通常放置于VNA底部的外置測(cè)試裝置(其中包含更多的測(cè)試端口連接器和定向耦合器)及必要的開關(guān)(這些開關(guān)可以讓外部測(cè)試裝置與VNA本身緊密地集成在一起)來擴(kuò)展VNA的端口數(shù)量。通過這種方式，可以實(shí)現(xiàn)端口數(shù)很多的多端口測(cè)試解決方案，并能測(cè)量任意端口對(duì)組合之間的信號(hào)通道，同時(shí)還包括必要的誤差校準(zhǔn)程序，消除所有測(cè)試端口和通道的系統(tǒng)誤差。安捷倫N5230A PNA-L網(wǎng)絡(luò)分析儀就是這樣一款設(shè)備。該設(shè)備利用145選件，與Z5623A K44測(cè)試端口擴(kuò)展底座一道，構(gòu)成一個(gè)8端口的13.5GHz測(cè)試系統(tǒng)(圖1)。另外，安捷倫最近還推出了基于N5230A PNA-L網(wǎng)絡(luò)分析儀(配置有選項(xiàng)225)和U3022AE10測(cè)試端口擴(kuò)展底座的12端口20GHz矢量網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案。
內(nèi)置兩個(gè)RF信號(hào)源來簡(jiǎn)化放大器和混頻器的測(cè)量
盡管使用VNA測(cè)量元器件的S參數(shù)、增益壓縮和諧波時(shí)只需一個(gè)RF源就夠了，但第二個(gè)內(nèi)部信號(hào)源對(duì)比較復(fù)雜的非線性測(cè)量(如IMD)及高效地測(cè)試混頻器和變頻器很有裨益。
對(duì)IMD測(cè)量，利用功分器或定向耦合器將這兩個(gè)信號(hào)(在雙音互調(diào)制中通常稱為“音調(diào)”)接合在一起，然后被送到被測(cè)放大器(AUT)的輸入端口上。圖2說明了怎樣使用4端口VNA完成這一測(cè)試。
圖2：利用4端口VNA實(shí)現(xiàn)IMD測(cè)試連接圖
由于AUT的非線性，在放大器的輸出端口上，除了兩個(gè)放大后的輸入信號(hào)之外，還一起出現(xiàn)一個(gè)互調(diào)制信號(hào)。在通信系統(tǒng)中，這些不需要的信號(hào)會(huì)落在所需的工作頻段內(nèi)，因此無法通過濾波來濾除這些信號(hào)。盡管在理論上有無窮多的一系列互調(diào)信號(hào)出現(xiàn)，但通常只會(huì)測(cè)量三階互調(diào)信號(hào)，因?yàn)樗鼈儗?duì)系統(tǒng)的影響最大。兩個(gè)輸入信號(hào)之間的頻率差決定著三階互調(diào)信號(hào)出現(xiàn)的位置。例如，如果兩個(gè)輸入信號(hào)分別為1.881GHz和1.882GHz，那么較低的IMD信號(hào)將位于1.880GHz處，而較高的IMD信號(hào)將位于1.883GHz處。
圖3顯示了在VNA上進(jìn)行IMD測(cè)量的實(shí)例。
上圖顯示的是一次掃描得到的測(cè)試曲線，這條測(cè)試曲線就像使用頻譜分析儀進(jìn)行類似的測(cè)試時(shí)所用方法一樣。工程師們都比較熟悉這種方法，結(jié)果也比較直觀，但是它會(huì)提取過多不必要的數(shù)據(jù)，增加了測(cè)試時(shí)間。下圖顯示的則是一種更好的測(cè)試方法，所采集數(shù)據(jù)主要是IMD信號(hào)和兩個(gè)測(cè)試信號(hào)。
使用VNA進(jìn)行這類測(cè)量較其它方法相比有兩個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。第一，您可以使用一臺(tái)測(cè)試儀進(jìn)行一次連接即可以完成所有參數(shù)的測(cè)量，包括S參數(shù)、增益壓縮、輸出諧波和IMD。第二，通過利用VNA基于功率計(jì)的校準(zhǔn)功能，這些測(cè)量的準(zhǔn)確性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于利用普通頻譜分析儀所獲得的結(jié)果。
在進(jìn)行像混頻器和變換器這類頻率變換器件時(shí)也希望在VNA中提供第二個(gè)內(nèi)部信號(hào)源，因?yàn)檫@些器件要求額外的本振(LO)信號(hào)。在進(jìn)行LO掃描測(cè)試時(shí)尤其如此。在這種測(cè)試中，LO信號(hào)和RF輸入信號(hào)被同時(shí)掃描(以固定的頻率差)。這在寬帶變頻器測(cè)試中十分常見，用來測(cè)量變頻器前端元器件的頻響。使用內(nèi)置信號(hào)源作為LO信號(hào)大大改善了速度。例如，與使用外部安捷倫PSG信號(hào)源作為LO相比，帶有選件246的N5230A可以把掃描式LO測(cè)量的掃描速度提高35倍。圖4顯示了單級(jí)變頻器的測(cè)量。
