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Analizador de Redes Agilent E5062A

José María López Vega

[email protected]

Ing. Telecomunicación

Transmisión por soporte físico

Introducción

El Analizador de Redes con el que trabajaremos se trata de un Agilent E5062A, que permite realizar medidas vectoriales en un rango de frecuencias desde 300kHz a 3GHz.

A lo largo de esta práctica aprenderemos los fundamentos básicos para realizar medidas con el analizador de redes. En primer lugar, calibraremos adecuadamente el dispositivo. A continuación exploraremos los principales menús del E5062A. Finalmente, realizaremos medidas sobre varios filtros, caracterizándolos y clasificándolos cualitativamente.


El analizador de redes será nuestra principal herramienta de trabajo. Se trata de instrumental de precisión, por lo que será necesario tomar ciertas precauciones al operar con él.

Material: El Analizador

Principalmente, debemos tener cuidado con la electricidad tener cuidado con la electricidad estestááticatica, pues una descarga podría dejar inutilizada parte de la circuitería interna.


Hay tres posibles métodos para interactuar con el analizador:

Material: El Analizador

1. Mediante el panel frontal (ver figura): Es probablemente la forma más rápida de navegar por los menús. Hay siete secciones:

Canal/traza activa

Respuesta

Estímulo

Navegación: Mediante la rueda (girando y pulsando) podemos movernos por los menús.

Marcadores/análisis

Entrada

Estado

2. Mediante teclado

3. Mediante ratón


Principalmente trabajaremos con sondas SMA hembra como la de la figura:

Material: Sondas

También contamos con sondas terminadas en N macho y hembra.


Como ya hemos dicho, vamos a trabajar principalmente con sondas terminadas en conectores SMA. Estos conectores pueden trabajar correctamente hasta una frecuencia de 18GHz. El voltaje de trabajo a 50 ohmios deberá ser menor que 325 Vrms.

Material: Conectores SMA

Conector SMA macho Conector SMA hembra


Esta variante de los conectores SMA nos puede llevar a confusión. La diferencia con respecto a los anteriores está en la parte interna del conector. Suelen ser utilizados en routers.

Material: Conectores SMA RP

Conector SMA macho RP (inverso) Conector SMA hembra RP (inverso)


Además, trabajaremos con conectores N para la sintonización de la emisora de TV. Los conectores N permiten trabajar hasta una frecuencia máxima de 11GHz. Sin embargo, el voltaje de trabajo a 50 ohmios puede llegar a 1000 Vrms.

Material: Conectores N

Conector N hembra Conector N macho


Para que las medidas sean correctas, el analizador ha de ser calibrado correctamente para las sondas concretas que vayamos a utilizar. Con este fin contamos con un kit de calibración 85032E.

Material: KIT de calibración

El KIT consta de los siguientes elementos: short, open, thru, carga de 50 ohmios y adaptador SMA – N.


OpenOpen--ShortShort: Preparado para conectarse a una sonda N hembra, que conectaremos a uno de sus terminales, dejando el otro libre.

Material: KIT de calibración

Carga de 50 Carga de 50 ΩΩ: Preparada para conectarse a sonda N hembra.

Thru NThru N: Para calibrar la transmisión entre las dos sondas N macho.

Conversor Conversor N (hembra)

SMA (hembra).

Thru SMAThru SMA: Para calibrar la transmisión entre las dos sondas SMA macho.


Realizaremos medidas sobre un conjunto de filtros paso-banda de: 430-440 MHz, 1.2-1.3 GHz y 2320-2450MHz.

Material: Filtros y Emisora TV

Además, disponemos de una emisora de TV, que trataremos de sintonizar en alguno de los canales de emisión habitual.


Desarrollo: Ejemplo de Calibración 1

Como se ha indicado con anterioridad, el analizador ha de ser calibrado adecuadamente para que las medidas realizadas sean correctas. Como ejemplo, vamos a calibrar el analizador para realizar medidas entre 300kHz y 3Ghz para los dos puertos:

Fijamos el rango de frecuencias en el que calibramos. Deberá abarcar las frecuencias de trabajo. Además, procuraremos que sea lo más reducido posible, para mejorar la resolución de las medidas efectuadas. Para ello:

Pulsamos START e introducimos la frecuencia más baja.

Pulsamos STOP e introducimos la frecuencia más alta.



Pulsamos CAL: Menú CALIBRATE, 2-Port Cal, ReflectionReflection:

Conectaremos el open al puerto uno y clickearemos el botón correspondiente.

Repetimos para el short.

Por último, calibramos el puerto dos.

Clickamos RETURN: TransmissionTransmission

Conectamos el thru entre los dos puertos y almacenamos el dato clicando THRU.



Para finalizar, clickamos DONE, con lo que habremos terminado el proceso de calibración.



Anteriormente hemos visto un ejemplo de calibrado de los dos puertos. Sin embargo, hay ocasiones en las que nos interesa calibrar un único puerto para tomar medidas.

En primer lugar, desde el menúCALIBRATE, seleccionamos “1-Port Cal”

Seleccionamos en “Port” el puerto adecuado.

Conectamos el Open y clickamos “Open”.

Repetimos el proceso para el Short y la carga.

Finalmente, clickamos DONE.


Desarrollo: Medida de un Filtro

En este ejemplo vamos a medir un filtro paso-banda de banda 430 a 440 MHz.

En primer lugar, encendemos el equipo, el usuario es agena y el password no es necesario.

Una vez encendido el equipo, conectamos las sondas SMA y las calibramos para un rango de frecuencias adecuado (por ejemplo de 380 a 500 MHz).

Conectamos el filtro entre las dos sondas.

A continuación, configuraremos la visualización de los datos con el menú DISPLAY:

Con Allocate Channels, podemos fijar el número de gráficas, en este ejemplo lo dejamos a uno.

Con Num Traces, añadimos trazas dentro de una misma ventana. Vamos a configurar tres trazas.



Con esto, tendremos configuradas las trazas y el rango de frecuencias. Sin embargo, aún tenemos que especificar qué mide cada traza y cómo se muestra.



Pulsamos MEAS y configuramos para cada traza el tipo de medida:

Traza 1: S21

Traza 2: S21

Traza 3: S11



Pulsamos FORMAT y configuramos para cada traza el formato en que se muestran los datos:

Traza 1: Log Mag

Traza 2: Expand Phase

Traza 3: Log Mag



Pulsamos SCALE y, dentro del nuevo menú que se abre, AUTOESCALE ALL, que nos escala de forma automática las trazas:



Para una visualización más clara, podemos cambiar Allocate Traces a dos gráficos.

CUESTICUESTIÓÓNN: A la vista de la gráfica. ¿Cuántos componentes pasivos contiene el filtro?



Además, podemos introducir marcadores mediante “MARKER”.

Tras añadirlos, con “MARKER SEARCH” podremos buscar mínimos, máximos, o estudiar el ancho de banda del filtro (opción BANDWIDTH) entre otros.


Desarrollo: Ejercicios

1. En el laboratorio disponemos de dos filtros paso-banda de 430-440 MHz. ¿Considera que alguno es significativamente mejor que el otro? ¿En quése basa?

2. Medir y caracterizar alguno de los siguientes filtros:1. Bandpass 1.2 – 1.3 GHz

2. Bandpass 2320 – 2450 MHz

3. Imprimir los resultados obtenidos en el apartado anterior.*

NOTA: Para imprimir en un folio los resultados visualizados en pantalla bastará con acceder al menú SYSTEM, PRINT.


Apéndice: Antena 802.11b

En el laboratorio disponemos de una antena de 802.11b con conector SMA hembra. Si obtenemos su parámetro s11 se tiene:

Como vemos, para las frecuencias próximas a 2.4 GHz el parámetro s11 presenta un mínimo. la antena está preparada para trabajar a esa frecuencia (según el estándar 802.11b), por lo que minimiza la potencia que se refleja. Esto es muy importante, porque buscamos radiar la mayor cantidad de potencia posible.


Apéndice: Antena 802.11b

En el laboratorio disponemos de una antena de 802.11b con conector SMA hembra. Si visualizamos el parámetro s11 en el diagrama de Smith (el analizador realiza la conversión a zin de forma automática), se obtiene:

Como vemos, la impedancia de entrada cambia con la frecuencia, describiendo movimientos circulares. Además, para la banda de trabajo (2.4 GHz), la impedancia se sitúa en el centro de la carta (próxima a los 50 ohmios), con lo que minimizamos la cantidad de potencia que se refleja.

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