航空航天事业与通信技术的高速发展,要求相应的硬件设施快速革新,进而需要对射频与微波产品的特性、性能进行更加快速、准确、便捷的检测,矢量网络分析仪则是射频微波产品的主要的测试仪器。随着软件无线电技术的发展,数字化的信号处理使矢量网络分析可以多方位的了解被测网络的特性。本文基于矢量网络测试的基本原理,以中频接收机为基本构架,FPGA芯片为数据处理的核心器件设计了双端口矢量网络分析仪的中频模块,根据不同的测量需求对输入的中频信号进行数字化处理获得被测网络的S参数或者时域分析结果。本文首先介绍了双端口矢量网络分析仪的基本结构与测试原理,设计了全数字化的数据处理模块,可根据测试需求变速率处理多通道同步采样数据,利用全相位FFT将信号转换到频域后进行幅度与相位的测试,很好的抑制了截断引起的频谱泄露,提高了幅相检测的精确度。此外,设计了上位命令解析与数据传输模块,实现测试数据上传和对上位机下发的命令进行解析,实现对射频单元,测试模式和测试档位的控制。根据部分射频微波器件工作在脉冲信号环境下的实际情况,设计了基于脉冲射频激励的S参数测量模式,模拟一些被测网络实际的工作环境,测量其在工作环境下的性能与特性;设计了基于S参数的时域分析模式,分析了不同时域分析模式下检测线缆的故障位置和故障类型的效果,丰富了传统矢量网络分析的功能。最后,将上述双端口矢量网络分析仪中频模块中所用到的算法和功能模块在搭载了FPGA的三通道中频板中进行硬件实现,进行数字逻辑仿真验证之后对各个模块和功能进行测试分析。测试结果表明,本文设计的中频模块可以对输入的187.5MHz中频信号进行数字变频,混频到基带后变速率处理提供不同的测量动态范围,在不使用外部增益的前提下可提供105dB以上测量动态范围;多通道的相对测试可以准确地测量不同通道间的幅度与相位相对关系,并表现出很好的测量稳定性;通过精确的采样控制和应用特定的滤波器可实现射频脉冲激励下的S参数测试;时域分析模式能够对线缆进行故障准确的定位并正确分析阻抗失配的类型。