微波技术基础试验报告材料

1、实用标准文案微波技术基础实验报告实验一矢量网络分析仪的使用及传输线的测量班级：学号：姓名：华中科技大学电子信息与通信工程学院一实验目的学习矢量网络分析仪的基本工作原理；初步掌握AV365380矢量网络分析仪的操作使用方法；掌握使用矢量网络分析仪测量微带传输线不同工作状态下的S参数;通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性。实验内容矢量网络分析仪操作实验A 初步运用矢量网络分析仪 AV36580，熟悉各按键功能和使用方法B.以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪 AV36580测量微波电 路的S参数。微带传输线测量实验A 使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。B. 测量1/4波

2、长传输线在开路、短路、匹配负载情况下的频率、输入阻抗、驻 波比、反射系数。C. 观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。系统简图矢量网络分析仪操作实验通过使用矢量网络分析仪 AV36580测试RF带通滤波器的散射参数（S11、S12、S21、S22）来熟悉矢量网络分析仪的基本操作微带传输线测量实验通过使用矢量网络分析仪 AV36580测量微带传输线的端接不同负载时的 S 参数来了解微波传输线的工作特性。连接图如图 1-10所示，将网络分析仪的1 端口接到微带传输线模块的输入端口，另一端口在实验时将接不同的负载。精彩文档四实验步骤矢量网络分析仪操作实验步骤一调用误差校准后的系统状态步骤二选择测量频率

3、与功率参数（起始频率600 MHz终止频率1800 MHz 、功率电平设置为-10dBm ）步骤三连接待测件并测量其 S参数步骤四设置显示方式步骤五设置光标的使用微带传输线测量实验 步骤一调用误差校准后的系统状态步骤二 选择测量频率与功率参数 （起始频率100 MHz、终止频率400 MHz 、功率电平设置为-25dBm ）步骤三连接待测件并测量其 S参数1 按照装置图将微带传输线模块连接到网络分析仪上；2 将传输线模块接开路负载（找老师要或另一端空载），此时，传输线终端呈开路。选择测量S11，将显示格式设置为史密斯原图，调出光标，调节光标位置， 使光标落在在圆图的短路点。3 记录此时的频率和

4、输入阻抗。然后将显示格式设置为驻波比，记录下此时的驻波比值。将显示格式设置为对数幅度，记录下此时的（反射系数）值。 （记录 数据时保持光标位置始终不变）4.将传输线模块的终端接短路负载（找老师要）。将显示格式设置为史密斯原图， 注意观察光标的位置（此时光标所示频率仍为中的频率） ，此时光标应在圆图 中开路点附近。5 调节光标至圆图中的开路点，按照中所示方法和步骤记录数据。6 将传输线模块另一端接上匹配负载。将显示格式设置为史密斯原图，将光标 调节至最靠近圆图圆心的位置。7 按照中方法和步骤记录数据。五实验记录矢量网络分析仪操作实验测量带通滤波器S11反射系数：Min : 1.032GHz-15

5、.3dbMax : 882MHz0.15db带通滤波器S11驻波比Min : 1.032GHz1.38Max : 888MHz412带通滤波器S22反射系数Min : 1.128GHz-35dbMax : 696MHz 3.8db带通滤波器S22驻波比Min : 1.128GHz1.03Max : 804MHz190带通滤波器正向插入损耗 S21Min : 1.8GHz-51dbMax : 1.056GHz-4.3db带通滤波器带宽B=315.598MHz带通滤波器反向插入损耗S12Min : 1.8GHz-62dbMax : 1.11GHz-2.9db带通滤波器反向带宽B=1.847MHz微

6、带传输线测量实验1 .匹配频率：215.125MHz输入阻抗：虚部：-1m Q实部：49.9 Q驻波比：1.019反射系数：-40.677db2 .短路频率：179.23MHz输入阻抗：实部：6.22k Q 虚部：26 Q驻波比：45反射系数：-0.35db3 .开路频率：166MHz输入阻抗：实部：270m Q 虚部：-451m Q驻波比：47反射系数：-0.34db六数据分析处理矢量网络分析仪操作实验散射参量S的定义为：d%iSi S12 d%U%2S21 S22 U%2散射参量矩阵S中各元素的意义分别为:511 :当输出端接匹配负载时，输入端口的电压反射系数；S22 :当输入端接匹配负载

7、时，输出端口的电压反射系数；512 :当输入端接匹配负载时，输出端口到输入端口的电压传输系数；S21 :当输出端接匹配负载时，输入端口到输出端口的电压传输系数。因此网络输入端电压反射系数的模邱，故输入驻波比为：1 »1 Sii回波损耗(return loss)Lr ：回波损耗用来描述反射系数的幅度，有时又称为失配损 耗。它与负载反射系数大小有关，其绝对值越大，则表明负载匹配越好，反射越 小。引入回波损耗以后，反射系数的大小就可用dB形式来表示。Lr 10lg2 20lg |(dB)20lgSii(dB)插入损耗(Insertionloss)IL :插入损耗定义为网络输出端接匹配负载时

8、，网络隠01S212输入端入射波功率Pi与负载吸收功率PL之比，即:ILRPl用分贝表示，为:IL10log1S212(dB)微带传输线测量实验1 .匹配传输线输入阻抗的表达式为：(d) Zl jZotan( d)Zin(d) Zo_Zo jZLtan( d)我们可以利用上式分析负载阻抗Zl沿着特性阻抗Zo，长度为d的传输线是 如何变换的，它已通过波数B考虑到了工作频率的影响，B能用频率和相速度或 者波长表示，它们分别是(2门/灯和2 / 0此时应有：1 输入阻抗等于特性阻抗50 Q,有实验数据可知输入阻抗已经很接近特性 阻抗的值。2 驻波比等于1，实验记录为1.019与理论值接近。3 反射系

9、数等于0，实验记录为-40.677db=0.0000857，反射系数很小可以看做0 02 .短路假如Zl 0 (负载相当于短路线)，输入阻抗表达式可表示为：Zin(d) j Z0tan( d)我们注意到阻抗随着负载的距离增加而周期性变化。d 0阻抗等于负载阻抗，其值为零，随着距离 d的增加，线路的阻抗为纯虚数，而数值随着增加。 在此所在位置阻抗为正，表示线路呈现电感特性。当d达到1/4波长时，阻抗等于无穷大，这代表开路线情况。进一步增大距离，出现负的虚阻抗，它等效为电容特性。当d/2时阻抗变为零，而当d/2时则又重复一个新的周期。此时应有：1. 1/4波长处输入阻抗等于无穷大，实验数据为实部：

10、6.22k Q 虚部： 26 Q可以看做无穷大。2. 驻波比理论上是无穷大，但实际上不能达到，实验记录中驻波比为45已 经很大了3 .理论上此时的反射系数模值为1，实验记录数据为-0.35db=0.92257 ，与1很接近。3 .开路假如Zl，输入阻抗简化为：Zin(d)jZoCot( d)可以看到，开路传输线的输入阻抗也是随着负载的距离增加而周期性变化的。类似于短路传输线，也可以对开路传输线进行周期性分析。 此时应有：1 . 1/4波长处输入阻抗等于短路，实验数据为实部：实部：270m Q 虚 部：-451m Q可以看做短路。2.驻波比理论上是无穷大，但实际上不能达到，实验记录中驻波比为47

11、已 经很大了3 .理论上此时的反射系数模值为1，实验记录数据为-0.34db=0.924698，与1很接近。七思考题1.从图1-3上分析，如果测量被测微波器件的2端口 S参数，其内部开关将处于什么工作状态？0 ?1-1|S-par(LiliVt Tcsi SetSciuirkI Analypii.|Mj-t>.jirLn UkxkDinXliln <1UirctUmiiil | Coupler |SxxpingClsctllaiorI 九 Dfnmcncr【4沖O?!llauxPowerDCg图1-3 AV36580型矢网整机内部结构框AV36580矢网工作原理如下，由内置合成信号

12、源产生30k3GHz的信号,经过S参数测试装置分成两路，一路作为参考信号 R,另一路作为激励信号，激 励信号经过被测件后产生反射信号 A和传输信号B,由S参数测试装置进行分 离，R、A、B三路射频信号在幅相接收机中进行下变频，产生4kHz的中频信号，由于采用系统锁相技术，合成扫频信号源和锁相接收机同在一个锁相环路中， 共用同一时基，因此被测网络的幅度信息和相位信息包含在4kHz的中频信号中，此中频信号经A/D变换器转换为数字信号，嵌入式计算机和数字信号处理 器（DSP ）从数字信号中提取被测网络的幅度信息和相位信息，通过比值运算求 出被测网络的S参数，最后把测试结果以图形或数据的形式显示在液晶