研究目的
开发一款紧凑便携的X波段矢量网络分析仪，用于低成本微波成像传感应用，解决本振注入牵引和相位噪声等问题以提高测量精度。
研究成果
所开发的紧凑型X波段矢量网络分析仪有效抑制了相位噪声和注入牵引效应，在微波成像传感中表现出良好性能，已证实可对生物组织中的骨骼进行成像，展现出低成本应用的潜力。
研究不足
该系统的灵敏度为-75.1 dBm，动态范围为60 dB，可能低于商用矢量网络分析仪；中频带宽为350 MHz，与更窄的带宽相比可能会影响灵敏度；该方法仅适用于X波段频率，对于较厚的组织可能穿透深度有限。
1：实验设计与方法选择：
矢量网络分析仪采用单变频架构防止注入牵引，并运用相位噪声抵消技术。使用包含反正切、反正弦和反余弦函数的混合相位检测算法来处理相位检测中的失真问题。
2：样本选择与数据来源：
以鸡翅和猪肋排作为被测对象（SUT）进行成像，并通过X光图像进行验证。
3：实验设备与材料清单：
包括频率合成器、功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、混频器、带通滤波器（BPF）、增益/相位检测器（AD8302）、号角天线、开口波导天线、定位平台、NI数据采集卡（PXIe-6124）及NI LabVIEW软件。
4：2）、号角天线、开口波导天线、定位平台、NI数据采集卡（PXIe-6124）及NI LabVIEW软件。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：系统通过定位平台以光栅模式扫描被测对象，测量S21参数，通过扣除自由空间测量值进行系统级校准，并根据幅度和相位数据构建图像。
5：数据分析方法：
数据通过NI数据采集卡数字化，在LabVIEW中进行增益计算、正交相位计算和图像校准；并分析相位噪声与输出频谱。
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Keysight 8720ES
8720ES
Keysight Technologies Inc.
Commercial VNA used for comparison in microwave image sensing experiments.
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AD8302
AD8302
Analog Devices Inc.
Gain and phase detector used in the receiver to detect magnitude and phase differences between reference and received signals.
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PXIe-6124
PXIe-6124
NI (National Instruments)
Data acquisition device used to digitize analog outputs from the gain/phase detector for processing.
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LabVIEW
NI (National Instruments)
Software environment used for gain calculation, quadrature-phase calculation, microwave image calibration, and controlling the positioning table.
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Horn Antenna
Transmission antenna connected to port 1 of the VNA for radiating microwave signals to the SUT.
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Open-ended Waveguide Antenna
Reception antenna connected to port 2 of the VNA for receiving microwave signals that penetrate the SUT.
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Positioning Table
Used to move the reception antenna in a raster pattern for scanning the SUT.
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