微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：同組人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)一 短路線、開(kāi)路線、匹配負(fù)載S參量的測(cè)量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)對(duì)短路線、開(kāi)路線的S參量S11的測(cè)量，了解傳輸線開(kāi)路、短路的特性。2、通過(guò)對(duì)匹配負(fù)載的S參量S11及S21的測(cè)量，了解微帶線的特性。二、實(shí)驗(yàn)原理 S參量 一個(gè)二端口微波元件用二端口網(wǎng)絡(luò)來(lái)表示，如圖1-1所示。圖中，a1,a2分別為網(wǎng)絡(luò)端口“”和端口“”的向內(nèi)的入射波；1，2分別為端口“”和端口“2”向外的反射波。對(duì)于線性網(wǎng)絡(luò)，可用線性代數(shù)方程表示。 b1=S11a1+S12a2 b2=S21a1+S22a2寫(xiě)成矩陣形式： 式中S11，S12，S21，S22組成S參量，它們的

2、物理意義分別為 S11= “2”端口外接匹配負(fù)載時(shí)， “1”端口的反射系數(shù) S21= “2”端口外接匹配負(fù)載時(shí)， “1”端口至“2”端口的傳輸系數(shù) S12= “1”端口外接匹配負(fù)載時(shí)， “2”端口至“1”端口的傳輸系數(shù) S22= “2”端口外接匹配負(fù)載時(shí)， “1”端口的反射系數(shù) 對(duì)于多端口網(wǎng)絡(luò)，S參量可按上述方法同樣定義，對(duì)于互易二端口網(wǎng)絡(luò)，S12=S21,則僅有三個(gè)獨(dú)立參量。二、 實(shí)驗(yàn)儀器1模組編號(hào)：RF2KM1-1A (OPTN/SHORT/THRU CAL KIT) 2模組內(nèi)容：代號(hào) 名稱說(shuō)明適用頻率范圍主要特性MOD-1AOPEN開(kāi)路傳輸線50-500MHzRuturn Loss-1d

3、bMOD-1BSHORT短路傳輸線50-500MHzRuturn Loss-1dbMOD-1CTHRU50微帶線50-500MHzRuturn Loss-15dbIntretion Loss-0.5db3 RF2000測(cè)量主機(jī)：一臺(tái)4 PC機(jī)一臺(tái)，BNC連接線若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果（一）開(kāi)路線（MOD-1A）的S11測(cè)量 開(kāi)路狀態(tài)下300MHz-500MHz時(shí)的S11曲線圖 （二）短路線（MOD-1B）的S11測(cè)量 短路狀態(tài)下300MHz-500MHz時(shí)S11的曲線圖 （三）匹配負(fù)載（MOD-1C）的S11的測(cè)量 匹配負(fù)載狀態(tài)下300MHz-500MHz時(shí)的S11的曲線圖 （四）匹配負(fù)載（MO

4、D-1C）的S22的測(cè)量 匹配負(fù)載狀態(tài)下300MHz-500MHz時(shí)的S21的曲線 實(shí)驗(yàn)二 定向耦合器特性的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)對(duì)MOD-5A：叉路型定向耦合器的方向性，隔離度的測(cè)量，了解叉路型定向耦合器的特性。2、通過(guò)對(duì)MOD-5B：平行線型定向耦合器的方向性，隔離度的測(cè)量，了解平行線型定向耦合器電路的特性。二、實(shí)驗(yàn)原理1、定向耦合器是微波測(cè)量和其他微波系統(tǒng)中的常用元件，更是近代掃頻反射計(jì)的核心部件，因此，熟悉定向耦合器的特性，掌握其測(cè)量方法很重要。定向耦合器是一種有方向性的微波功率分配器件，通常有波導(dǎo)、同軸線、帶狀線及微帶線幾種類型，定向耦合器包含主線和副線兩部分，在主線中傳播的微波功

5、率通過(guò)小孔或間隙等耦合元件，將一部分功率耦合到副線中的一個(gè)方向傳輸（稱“耦合輸出”），而在另一個(gè)方向幾乎沒(méi)有（或極?。┕β蕚鬏敚ǚQ“隔離輸出”）。2、在本實(shí)驗(yàn)中，定向耦合器是個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（4port network），如圖31所示。若信號(hào)輸入端（Port-1，Input Port）的功率為P1，信號(hào)傳輸端（Port-2，Transmission Port）的功率為P2，信號(hào)耦合端（Port-3，Coupling Port）的功率為P3，而信號(hào)隔離端（Port-4，Isolation Port）的功率為P4。若P1、P2、P3、P4皆用毫瓦（mW）來(lái)表示，定向耦合器的四大參數(shù)，則可定義為：傳

6、輸系數(shù)： 耦合系數(shù)： 隔離度： 方向性： 定向耦合器Port-1P1Port-2P2 圖3-1:定向耦合器方塊圖Port-3P3Port-4P4 常見(jiàn)的定向耦合器可分成支線型和平行線型兩種。3、主要技術(shù)參數(shù)：（1）隔離度 定向耦合器的隔離度定義為輸入功率P入與隔離臂輸出功率P隔之比的分貝數(shù)，記以KI，即KI=10lg 本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的功率的單位均為dBm，所以隔離度的值為輸入端（或傳輸端）與隔離端測(cè)得的功率的差值。 （2）方向性 方向性的定義是副通道中耦合臂和隔離臂輸出功率之比的分貝數(shù)，記以KD，即 KD=10lg（dB） 本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的功率的單位均為dBm，所以方向性的值為耦合端與隔離端測(cè)得的

7、功率的差值。由定義知道，耦合到副通道中隔離臂的功率愈小，則方向性愈高。通常希望定向耦合器的方向性愈高愈好。理想定向耦合器的方向性和隔離度均為無(wú)窮大（因P隔=0）。三、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置 1、模組編號(hào)：RF2KM5-1A （L-C BRANCH LINE COUPLER） RF2KM5-2A （PARALLEL LINE COUPLER） 2、模組內(nèi)容：代號(hào)名稱/說(shuō)明適用頻率范圍主要特性MOD-5AL-C BRANCH LINE COUPLER叉路型定向耦合器40050MHzReturn Loss-13dBTransmission-2dBCoupling-11dBIsolation-13dB代號(hào)名稱

8、/說(shuō)明適用頻率范圍主要特性MOD-5BPARALLEL LINE COUPLER平行線型定向耦合器75050MHzReturn Loss-12dBTransmission-1.5dBCoupling-10dBIsolation-14dB3、RF2000測(cè)量主機(jī)：一臺(tái) 4、PC機(jī)：一臺(tái) 5、連接線若干，50匹配端子2個(gè)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）MOD-5A的S參量的測(cè)量 （1） 開(kāi)路狀態(tài)下300MHz-500MHz時(shí)的S11曲線圖（2）S21曲線圖（3）S31曲線圖（4）S41曲線圖（二）MOD-5B的S參量的測(cè)量在實(shí)驗(yàn)測(cè)量中，信號(hào)從P1端輸入，P2為耦合端，P3為傳輸端，P4為隔離端。 與MOD

9、-5A的S參量的測(cè)量同理，依次測(cè)量S11S31 S41 S21。（1） S11曲線圖（2） S21曲線圖（3） S31曲線圖（4） S41曲線圖實(shí)驗(yàn)三 功率衰減器特性的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解“功率衰減器”的原理。2、通過(guò)對(duì)MOD-3A：型功率衰減器的S11及S21的測(cè)量，以了解型功率衰減電路的特性。3、通過(guò)對(duì) MOD-3B：T性功率衰減器的S11及S21的測(cè)量，以了解T型功率衰減電路的特性。二、實(shí)驗(yàn)原理 功率衰減器是雙端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示。其信號(hào)輸入端的功率為P1，而其輸出端的功率為P2。若P1、P2以毫瓦分貝（dBm）來(lái)表示，且衰減器之功率衰減量為AdB，則兩端功率間的關(guān)系，可寫(xiě)成

10、： P2(dBm) = P1(dBm) AdB 2-1亦即 2-2 PowerAttenuator Port-1P1Port-2P2圖2-1三、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置 1、模組編號(hào)：RF2KM3-1A（ATTENUATOR） 2、模組內(nèi)容：代號(hào)名稱/說(shuō)明適用頻率范圍主要特性MOD-3A-TYPE 10db ATTENUATOR型功率衰減器50-1000MHzReturn Loss-12dbInsertion Loss:-100.5dbMOD-3BT-TYPE 10db ATTENUATORT型功率衰減器50-1000MHzReturn Loss-12dbInsertion Loss:-100.5db

11、3、RF2000測(cè)量主機(jī)：一臺(tái) 4、PC機(jī)：一臺(tái)，連接線若干四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果(一)MOD-3A的S參量的測(cè)量（1）S11曲線圖 （2）S21曲線圖（二）MOD-3B的S參量的測(cè)量 （1）S11曲線圖 （2）S21曲線圖實(shí)驗(yàn)四 功率分配器特性的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解功率分配器的原理。 2、通過(guò)對(duì)MOD-4A的輸出端的功率的測(cè)量，了解簡(jiǎn)單的功率分配電路的特性。二、實(shí)驗(yàn)原理 功率分配器是三端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖4-1所示。其信號(hào)輸入端（Port-1）的功率為P1，而其他兩個(gè)輸出端（Port-2及Port-3）的功率分別為P2及P3。理論上，由能量守恒定律可知P1=P2+P3。 若P2=P3并以毫瓦分貝（dBm）來(lái)表示三端功率間的關(guān)系，則可寫(xiě)成： P2(dBm) = P3(dBm) = Pin(dBm) 3dB 功率分配器端子1P1端子2P2端子3P3 三、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置 1、模組編號(hào)：RF2KM4-1A（R