Un analizador de redes vectorial (VNA, por sus siglas en inglés: Vector Network Analyzer) de microondas es un instrumento de medición utilizado principalmente para caracterizar el comportamiento de componentes, circuitos y sistemas en frecuencias de radio (RF) y microondas (desde unos pocos MHz hasta decenas o cientos de GHz).
¿Qué hace exactamente un VNA de microondas?
- Mide los parámetros S (parámetros de dispersión):
- Estos describen cómo las señales de microondas se transmiten y se reflejan en un dispositivo bajo prueba (DUT, por sus siglas en inglés).
- Por ejemplo, en un dispositivo de dos puertos (como un filtro o un amplificador), mide:
- S11: reflejo en el puerto 1 (cuánto se refleja hacia atrás).
- S21: transmisión de la señal desde el puerto 1 al puerto 2.
- S12: transmisión desde el puerto 2 al 1 (inverso).
- S22: reflejo en el puerto 2.
- Evalúa ganancia, pérdidas e impedancias:
- Permite saber si un componente tiene buena adaptación de impedancia, cuánta energía transmite, cuánta refleja y cuánta pierde.
- Es crucial en el diseño de antenas, filtros, amplificadores, líneas de transmisión, etc.
- Proporciona magnitud y fase:
- A diferencia de un analizador escalar (que solo mide magnitud), un VNA mide magnitud y fase, permitiendo un análisis vectorial completo de la señal.
Aplicaciones comunes
- Diseño y verificación de antenas.
- Caracterización de filtros, duplexores y amplificadores.
- Medición de cables coaxiales, guías de onda y otros elementos de transmisión.
- Desarrollo de componentes de telecomunicaciones, radar, aeroespacial y sistemas 5g.
Ejemplo de uso
Supongamos que estás desarrollando un filtro paso banda para una frecuencia central de 5 GHz. Con un VNA puedes:
- Verificar que la señal pasa adecuadamente en el rango deseado (banda pasante).
- Verificar que fuera de esa banda se atenúe (banda de rechazo).
- Medir la pérdida de inserción (S21) y la reflexión (S11).
Un analizador de redes vectorial (VNA) puede probar una amplia gama de dispositivos que trabajan con frecuencias de RF y microondas, desde componentes pasivos simples hasta sistemas activos complejos. Aquí tienes una lista con ejemplos clasificados por tipo:
Sistemas completos o subsistemas
- Sistemas radar
- Módulos front-end de comunicación (por ejemplo, Wi-Fi, 5G)
- Módulos IoT o RF embebidos
- Sistemas de radio definida por software (SDR)
¿Qué tipo de mediciones permite?
- Adaptación de impedancia (VSWR, S11)
- Pérdidas de retorno y de inserción (S11, S21)
- Ganancia y fase (medición vectorial)
- Análisis de redes multi-puerto (con VNA de 3 o más puertos)
- Estabilidad y rendimiento en frecuencia (barridos)
- Medición en condiciones de temperatura o carga reales (con sondas especiales)
