10.3　电缆测量

电缆的关键指标是传输参数，即损耗和时延。用矢量网络分析仪的S21参数测量，可同时测量出电缆的幅频响应和相频响应。幅频响应即为电缆的损耗，相频响应对频率求导，可计算出电缆的群时延。由于电缆在极宽的频率范围内是一个无色散系统，因此电缆的群时延等于其相位时延。测量框图见图10-6，需要用到端口1和端口2。

图10-6　电缆传输参数测量框图

测量的具体步骤如下：

(1)设置矢量网络分析仪的起始频率、结束频率、输出功率；

(2)进行双端口校准；

(3)接入被测电缆；

(4)选择S21参数进行测量；

(5)分别显示幅频响应曲线、相频响应曲线、群时延频率曲线。

图10-6给出了一根长度为2.04 m的同轴电缆的测量结果，频率测量范围从100 MHz到500 MHz。

从图10-7a中可以看出，该电缆的损耗为0.13到0.32 dB(用增益表示则为负值)，相位在±180°内线性变化。

而10-7b给出了该电缆的群时延测量结果，是图中靠上的曲线，使用的是左边的坐标。该曲线基本为一条直线，其平均值为8.33 ns。同时根据相位测量值，计算得到了相位时延，是图中靠下的直线，使用的是右边的坐标。相位时延平均值也为8.33 ns。这验证了对于无色散的电缆，其群时延等于其相位时延。通过对比可以发现，相位时延要比群时延精确的多。

图10-7　输入驻波比测量结果

(a)电缆增益与相位；(b)电缆群时延和相位时延

更进一步，可以计算出该电缆的相速度和速度因子：

式中l为电缆物理长度；tg为群时延；vp为相速度；c为光速；kv为速度因子。