Netzwerkanalysatoren

Ein Netzwerkanalysator ist ein Messgerät zur Charakterisierung elektrischer Netzwerke, insbesondere von Hochfrequenzkomponenten. Er regt das zu untersuchende Netzwerk mit einem bekannten Signal an und analysiert die vom Netzwerk zurückkehrende oder durch das Netzwerk hindurchgehende Signale. Ziel ist es, die frequenzabhängige Übertragungs- und Rückkopplungscharakteristik eines Bauteils oder Systems zu bestimmen. Grundtypen sind skalare Netzwerkanalysatoren (SNA) und vektorielle Netzwerkanalysatoren (VNA). Während SNA lediglich Amplitudeninformationen liefert, erfasst der VNA zusätzlich Phaseninformationen und ermöglicht so eine vollständige komplexe Darstellung der S-Parameter.

Ein Netzwerkanalysator besitzt typischerweise eine oder mehrere Quellen, Referenz- oder Messkanäle, Abstufungen und eine Kalibrierkette. Bei einer Sweep-Messung wird das Signal über einen Frequenzbereich variiert und an dem zu untersuchenden Bauteil angelegt; an den Ports werden die reflektierte und transmittierte Signale gemessen. Die ermittelten S-Parameter, wie S11 (Reflexion am Port 1) oder S21 (Durchgang Port 1 zu Port 2), bilden die frequenzabhängige Charakteristik ab. Moderne Geräte integrieren auch Zeitbereichsanalyse durch Fouriertransformierte Messdaten.

Für genaue Ergebnisse ist eine Kalibrierung erforderlich, typischerweise SOLT (Short, Open, Load, Through), oft ergänzt durch LRL oder TRL-Kalibrierung. Kalibrierungen korrigieren systembedingte Fehler der Messkette, ermöglichen De-embedding des DUT und das Verschieben der Referenzebene. Netzwerkanalysatoren werden in der Entwicklung und Prüfung von HF-Komponenten, Antennen, Filtersystemen, Kabeln und Materialien eingesetzt. Sie unterstützen Frequenzbereiche von einigen kHz bis mehrere GHz oder mehr, je nach Modell, sowie Spezifikationen wie Dynamikbereich, Portanzahl und Zeitbereichsfähigkeiten.

Im Unterschied zu Spektrumanalysatoren messen Netzwerkanalysatoren komplexe S-Parameter, während Spektrumanalysatoren nur Amplitude und Phaseninhalte im Spektrum liefern. Netzwerkanalysatoren erfordern fachliche Kenntnisse in Kalibrierung, Referenzebenen, De-embedding und Fehlerkorrektur.