AAI
1MHz-400MHz/产品说明书
N2021BA系列矢量阻抗分析仪
Accuracy Agility Instrument
睿捷仪器
简介
N2021BA系列是射频矢量阻抗测量分析的的手持式仪器，使用方便，操作简单。内置大容量锂离子电池，便于移动和室外使用。
关机自动保存设置参数，无需人工干预，下次开机后，界面的设置完全与关机前相同，使用非常省心。
可以用来测试天线，射频器件的阻抗，插损或增益。
由于测量射频阻抗均需要校准，所以需要另行购买校准件。
仪器可以测试S11和S21功能，是阻抗分析仪（天分）和扫频仪两种功能的组合，实际已经相当于一台简易的矢量网络分析仪。
主要技术指标
机身说明前面板
上侧板
下侧板
功能说明
本仪器一共有五个界面：单点测量，S11扫描功能，S21扫描功能，系统信息，校正和校准
开机默认进入到单点测量界面。
开机和关机
关机状态按住CTRL键后按一下开关机键开机。
开机状态下，长按（2S以上）开关机键，松开后，仪器将关机
死机和复位
在强烈干扰、非常规操作、以及软件未知bug的异常情况下可能会出现死机的情况，死机后可能一直耗电，直到电池耗尽。这时请直接复位仪器，以免出现损坏电池的情况，如果出现电池耗尽的情况时，电池极度缺电，充电时电流将会很大，供电电流小的充电器将出现短路保护，但是请持续充电，直到电池能够正常充电。
单点测量
单点测量使用非常简单，只有一个需要调整的参数，即单点测量的频率。待调整数的位为红色，按左右键可以选择需要调整的位，旋动调整旋钮即可改变该位的数值，调整频率后，测量结果自动更新。注意，本仪器其它地方调整数字的方法均与上述过程类似。
单点测量的情况下按OK键，可以切换S参数测量和阻抗及电容电感测量。
有关测量的一些经验说明：
S11的妙用。S11和VSWR都可以用来表征天线或射频电路的匹配程度。但是S11
又有它自己的一些特点。比如测量电缆的损耗，一般是使用S21，即矢量网络分
析仪或扫频仪的两个端口来测量，其实使用单端口的阻抗分析仪也可以测。电缆
的一头接在我们的阻抗分析仪的射频口上，另一头开路。这时读取的S11再除以
2，就是这段射频电缆的损耗了，当然，低频段会准确一些，高频段的话随着频
率的变化会有波动，最好使用扫频功能，将邻近的最大和最小值平均一下。
S11扫描功能
单点测量模式下按M键，就会切换到扫描功能界面
S11扫描功能有5个类型的参数可修改：
1.扫描参数类型
分别为S11，VSWR，|Z|，R，X，共5种扫描参数
2.缩放系数
即y轴的显示缩放比例，可根据被测件数值来调整显示的比例
3.Mark点频率
扫描图形中mark点的频率
4.起始频率
扫描的起始频率，N2021BA的最低频率为140MHz
5.终止频率
扫描的终止频率，N2021BA的最高频率为1100MHz
参数调整方法：
参数调整有两个状态：参数选择状态和参数调整状态，按“OK”键即可在这两种状态间切换。
6.参数选择状态下，按左右键或转动旋钮可以选择需调整的参数，被选择的参数变为
全红色（起始频率，终止频率，MK点三个参数由原来的颜色变为红色时，则表
示该参数被选中），或有一个红色方框（扫描参数类型或缩放系数）。按“OK”
键后，切换到到参数调整状态，则被选中的参数红框变为黄色方框（扫描参数类
型或缩放系数），数值参数（起始频率，终止频率，MK点）的其中待调整位变
为红色。参数的调整与单点模式类似，即左右键选择需要调整的位，旋钮调整参
数的值。
小窍门：本仪器旋钮带按键功能，旋钮按键和“OK”键功能相同，选择参数时，用旋钮按键会方便很多
上述的使用说明比较简略，其实使用时很简单的，稍微细心体验一下即可明白。
在使用过程中，对于不同的测量值需要注意调整显示的比例，如何显示的比例不合适，也不能很好的反映测量的结果。
扫描功能下mark点的测量值与单点测量下的值是有区别的。实际上mark点的测量频率目前并不是准确的这一点的频率，而是与之最接近的扫描频点的值。举个例子说，比如现在扫描100MHz到128MHz的频率，mark点频率设置为120.45MHz，实际测量的是与120.45MHz最近的120MHz这个频率的值，如果这一频点正好是敏感点，则可能有比较明显的差异，这是有两个办法，一个是以单点测量的值为准，一个就是尽量减小扫描带宽。
有很多用户咨询，我们的天分是否可以看到天线的谐振点，其实只要打开扫描功能扫描一下VSWR功能，看看哪里驻波最小，哪里基本就是谐振点了，当然有人对谐振点的定义会有一些差异，这个时候可以根据标准扫描电阻曲线或电抗曲线。
S21扫描功能
S11扫描功能模式下按M键，就会切换到扫描功能界面
S21扫描功能有目前只有5个类型的参数可修改：
1.扫描参数类型
目前只有S21A（S21的幅值，dB为单位）这一种种扫描参数
2.参考电平
3.即y轴的参考电平，可根据被测件数值来调整显示相对位置
4.Mark点频率
扫描图形中mark点的频率
5.起始频率
扫描的起始频率，N2021BA的最低频率为1MHz
6.终止频率
扫描的终止频率，N2021BA的最高频率为1200MHz
参数调整方法：
参数调整与S11的参数调整方法基本类似。
关于S11和S21的简单解释：S11基本就是测阻抗，驻波，回波反射，其实都是以测阻抗为基础的，S21可以理解为是一个扫频仪的功能，本仪器基本就是一个简易的矢量网络分析仪，只是目前没有史密斯圆图功能，S21目前只测幅值（其实角度也能测，目前没有做软件而已）。
系统信息
在单点模式或扫描功能界面下，按住CTRL键（左键的第二功能），按M键，则切换到系统信息界面，系统信息主要是仪器的有关信息，其中自动关机参数可以修改，转动旋钮或按左右键即可修改，修改后即生效，按下“OK”键可保持参数。
校正和校准
△!在阐述校准的操作方法之前，首先特别说明一点，如果您手里没有校准件，请不要做校准操作，仪器在生产中已经校准到SMA端口，直接使用即可。
在什么情况需要校准：
1、您需要做精密的测量，请使用校准件校准
2、被测件不是直接接在了仪器端口上，而是经过了一段电缆，而您又需要测
量被测件的电阻和电抗等参数
特别注意：
仪器上标识“校0”的红字，就是使用系统校准参数，也就是校准的端口就在仪
器的射频端口。“校1”表示使用用户校准的数据。
如果您使用转接头，在频率较低的情况下，也可以无需校准。
首先说明一个校正和校准概念的区分。用过矢网的人都知道，要准确测量被测件的射频阻抗，必须要对测试线缆进行校准。但是校正有些人就是不太清楚了。
校准是仪器连接测试线缆后，采用校准件对线缆进行校准并保持校准的计算结果（即校准参数）。使用该测试线缆测试被测件时，如果使用上述校准的参数对测量结果进行修正，则该结果是已校正的，如果不使用上述校准参数修正测量结果，则该结果是未校正的。
也即是说，校正的选择是测量被测件时，是否使用校准参数修正测量的结果。
在系统信息界面状态下，按住CTRL键，按M键。则切换到校正和校准界面。
界面左边上半部分为校正选择，目前有两个选项，即“系统校正”和“用户校正”。
选择系统校正时，则仪器的测量标准面在仪器的SMA端口处。
界面左边下半部分为校准选择。
按左右键可以在校正和校准两个选项中切换，转动旋钮可以选择具体项目。选择校准后，按“OK”键则开始校准。注意，校准一旦开始后是不可逆的，即必须走完一个校准过程，因为一旦开始校准后，以前的校准数据已经全部清除了。
本仪器的S11校准采用SOL校准，即开路（OPEN），短路（SHORT），负载（LOAD）三个校准。
S11校准过程：
选择高亮选择在“端口校准”项时，按下“OK”键，即开始校准过程。
进入校准过程开始有一个准备过程，准备过程完成后，就会提示接入“断路器，按左键开始校准”
校准过程需要一点时间：
接着是短路器校准
接着是标准负载的校准
所有的校准都完成后：
键确定后，再按左键完成校准。
注意：为用户方便，每次校准时候都会自动将校正选项更改为用户校准。同时，为了保证校准的完整性，校准过程中，自动关机功能失效，即保持一直开机。
关于天分仪校准的一点介绍
首先，说明一个问题，射频的东西和低频的东西有很大的不同，比如射频对分布参数是不可以忽略的，而低频电路基本不考虑这个问题，还有一个很特别的东西，就是射频的传输线理论。
举个例子，100欧的负载，传输线的特性阻抗是50欧的，长度是1/4波长，这这个负载经过这段传输线之后，阻抗被变换成了50×50/100=25欧，很神奇吧。这还是一个频率上来说，同样一段线，不同频率的阻抗变化都是不一样的。
其实矢量网络分析仪或天线分析仪都是一样的，在出厂时都校准到了本机的输出端口。但是如果您测量的时候不是直接把被测件接到仪器的输出端口上，而是中间接了一段同轴电缆（传输线），那么就会造成一个严重的问题，被测件的阻抗经过这段电缆之后，都发生了阻抗变换，您测到的阻抗完全都不准了，所以这是就需要先在仪器上接上这段电缆，然后使用校准件对这段电缆进行校准，通过仪器的内部计算消去这
些阻抗变换的影响，您才能测到准确的结果。
仪器使用的一些建议
1、为了保证测量和校准的精度，请预热仪器至少5分钟，特别是做校准时，
预热后能够是校准的参数更加准确。
2、电池供电时，仪器内部的噪声是最小的，所以推荐在电池供电的情况下测
量。特别是做校准操作时，强烈推荐在电池供电的情况下进行。接充电器
时，如果充电器质量不好，将会有一定的噪声。
3、请勿接电脑USB充电口充电，因仪器功耗超过USB的供电限制。另外USB
口的信号将严重干扰仪器的工作状态，造成仪器测量严重不准确。
4、请尽量使用质量较好的射频线缆和连接器。
5、校准好的电缆做好标记，下次可以不需要校准而直接使用。
6、测试电缆过长影响测量精度，所以建议在可能的情况下，不要选择过长的
测试电缆。
7、测试电缆及射频接头本身质量不好或已经损坏会明显影响测量结果的准确
性，所以在测试时一定要确认电缆和接头的完好。
8、测量和校准前，请确定周围没有强无线信号，以免干扰造成测量结果不准
确。
9、如果对阻抗测量本身不了解，可以参考矢量网络分析仪的使用说明和教程。
本仪器相当于单端口矢量网络分析功能。
充电
本机没有配备充电器，请选用电流1A以上的手机或平板电脑充电器
由于本机的功耗较大，所以电池容量也较大，设计的充电电流限制是400mA，完全放电到充电完成大约需要5小时。如果充电时处于开机状态，则整体电流消耗大约750mA，所以为了能够正常充电，请选用电流输出能力1A以上的手机充电器进行充电。仪器电池缺电后，请及时充电，以免损伤电池。
另外仪器的电量指示是示意性的，特别在充电时误差会比较明显，如果遇到这种情况，只要误差不是很大（10%左右）均为正常，并非仪器或电池损坏，请知悉。
储存和运输
由于仪器内含锂聚合物电池存，储存时请将仪器充满电后关机存放。如果长期不用，建议每隔1年充电一次，以免电池缺电损坏。
本充电口使用USB插座，但是并非USB接口，因此，请勿连接电脑USB充电口充电。同时，连接电脑USB口会产生干扰信号，影响仪器正常工作。
运输时，请做好防震防摔包装。内含电池，建议陆路或水路运输。
注意事项
1.电池欠电后及时充电，避免长期处于缺电状态。
2.射频接口为SMA-K，由于铜比其它金属的强度相对较低，请尽量小心保护，避免
跌落、磕碰损伤
3.仪器的射频口切记不能灌入大功率，限制的功率是0dBm。特别在测试天线时，天
线本身不会有功率，但是由于天线能接收无线电波，如果附近很近的地方有大功率设备发射信号，那么就会有大的功率灌入到仪器内，有可能损坏仪器，所以这种情况一定要小心，特别注意附近的大功率发射设备。初略计算，如果附近6米内有5W的电台发射信号，仪器上也接有天线，很可能会被烧毁，由于手台的使用都比较随意，所以这种情况要注意。
保修和维修
本仪器自售出后，提供1年的免费保修服务。
附录：
一些天线调试的参考资料
下述资料来源网上，仅供参考：
测量天线时，不要将天线对准仪器，金属物品，墙等其他障碍物，以免影响测
试效果，应将天线对向开阔空旷的方向。可以通过如下参数对天线的性能进行检查判断：
⑴驻波比（SWR），测量时，要求驻波比在测试范围内MKR值在1.5以下，如
果驻波比的MKR值超过1.5，可以通过以下方式调整：
①调整辐射片：增加，减少辐射片的宽度，可以将边角裁剪掉一部份，左上角和
右上角向上卷曲，来调整驻波比的MKR值
②?调整馈电针：可以通过调整馈电针与底板的高低，但不能让馈电针与底板或其
他金属接触，以免短路；
③调整相位：通过两个相位柱之间距离远的近来调整MKR值。
⑵反射系数（X），反射系数为负值，一般在－14db以下为合格，绝对值越大越
好，证明反射回来的信号越好，即被吸收的少，返回的多，大于－14db调整方式，同驻波比调整方式一样。
关于自制射频校准件
如果没有校准件，实际测量又需要校准。怎么办呢。如果您频率很高，500MHz 以上，我建议您还是购买专业的校准件，但是校准件这个东西很贵，而市面上的廉价校准件性能确实不行。我们使用了一家公司的校准件，性能指标还不错，但是耐用性还需要考察，所以没有敢轻易推荐。如果有需求，可以同我们联系。
如果您的频率不高，那恭喜您了，您可以自制，制作也很简单，以SMA校准件为例：找三个射频座SMA-JE
开路器（即断路器），将中心的引脚用斜口钳剪掉。
短路器，将中心的引脚用斜口钳剪掉后，再与外导体完全短路，可以使用点铜箔。
标准负载，将中心的引脚用斜口钳剪掉后，焊接两枚精密电阻（100欧姆，0603），最好采用薄膜电阻，效果更好一些。这样制作的校准件在低频段效果还是不错的。
下图是网上资料的类似的制作图（详见n2pk_vna_pt_2_ver_b2.pdf）。在低频段，自制的校准件比网上廉价的劣质的校准件效果还好！