频谱分析仪的那些事儿--之跟踪源（TG）

    跟踪源也称为TG（Tracking Generator），是频谱分析仪的一种常见扩展功能。TG是一个信号源，它所产生的信号频率完全与频谱分析仪的调谐频率相一致，也就是当前频谱分析仪扫描到那个频率TG就发出那个频率的正弦波。扫描做主，TG做从，无需选择，自动关联。  
    TG的定位是利用频谱分析仪扫描的本振，当频谱分析仪设置为零扫宽的时候，本振处于固定频点的状态，改变此时频谱分析仪的中频中心频点,TG的输出将成为一个可调谐的模拟射频信号源。但是TG结构上比较简单，指标上不能与独立的射频信号源相比，首先TG的频率输出分辨率受到扫描精度的限制，其次TG的功率输出范围有限，功率输出分辨率同样有限，功率输出精度也有限。TG这个射频信号源是一个模拟单音源，且相噪指标和频谱分析仪相同。
    当TG输出跟随扫描的时候，频谱分析仪变成了一台网络分析仪，可以测量置于频谱分析仪与跟踪源之间的双端口网络器件的频率响应，也就是S21。频率范围与频谱分析仪相同，功率范围是TG的功率输出范围，但是频谱分析仪是基于包络检波的功率检测，不能测量相位信息因此只是一台标量网络分析仪。对于同一个频点，也可以执行功率扫描，使TG的输出功率按照一定的步进递增，完成一个功率范围的扫描。

     如果在频谱分析仪外部增加一个定向耦合器，将DTU输入端的反射耦合会射频输入端（RF in），则这台标量网络分析仪就具有了测量S11反射系数的能力。S11揭示了器件和Z0（特性阻抗，典型值为50Ω）传输线之间的失配度，因为不是所有入射到器件中的能量都可以被完全吸收，部分能量将被反射回信号源，比较入射和反射信号可确定能量的传输效率，用于评估天线等射频器件或模块的电压驻波比特性。

    有的频谱分析仪将定向耦合器内置在TG输出端口内部，耦合端在内部反射回RF in。由于内置耦合器固定在仪器内部，使得其相频响应校准成为可能，从而具有测量矢量S11的能力，最典型的例子是测量电缆故障点，是根据测量反射波的相位得到较精确的发射和反射关系，从而得到器件的阻抗不连续点的特性。
    在测量S21传递特性时通常将校准线损称为“归一化”：现将双端口待测仪器取下，直连两条端口的电缆和连接器，进行TG的“归一化”操作，则线缆的频响将存储在频谱分析仪内部，此时显示的响应将是一条理想的水平线，然后再将待测器件接入电缆之间，执行TG扫描，从而得到待测器件本身的幅频特性。若更换了电缆，需要重新进行“归一化”操作。
    在测量S11反射特性时，外部的连接电缆及定向耦合器的插损及耦合度都会影响实际测到的反射功率的大小，且定向耦合器的耦合度和插损及线缆的插损，都随着频率变化而变化，通过校正所需频率的线损及定向耦合器的插损和耦合度，将校准参考平面从射频输入口移至DUT端口，就可以消除这些影响。由于涉及到定向耦合器，校准方法通常需要开路校准、短路校准、负载校准反射校准等。