固定功率衰减器的原理与设计.doc

海量资料 超值下载 固定功率衰减器的原理与设计一、 实验目的1 了解功率衰减器的原理；2 学习功率衰减器的基本设计方法；3 利用实验模块进行实际测量，以掌握功率衰减器的特性。二、 实验原理为了达到传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波能量产生定量的衰减。功率衰减器是二端口网络结构，如图11-1所示。图11-1功率衰减器框图信号输入端（Port-1）的功率为P1，而输出端（Port-2）的功率为P2。若P1、P2以毫瓦分贝（dBm）来表示，如衰减器之功率衰减量为AdB，则两端功率间的关系为：即 关键参数指标及其含义：(1)衰减量：衰减量无疑是功率衰减器最重要的指标之一,它直接影响衰减器的性能. 衰减量即输入端与输出端的电平差，可以用电压衰减量或功率衰减量表示，用输入电压与输出电压之比表示较为简单。 (2)带内平坦度：表示在工作频率范围内衰减量的不一致性，如带内平坦度05dB。对于可调衰减器V频段为1dB，U频段为15dB。(3)衰减器的S11参数:回波损耗与电压驻波比存在着如下的关系： RL=20log式中，为被测负载的反射系数。三、 设计方法与实例其设计方法依次说明如下:(一) 固定型衰减器设计方法此型电路仅利用电阻来设计。按结构可分成T型 及型, 如图11-2 (a)(b)所示。图11-2 (a) T形功率衰减器 (b) 形功率衰减器 其中Z1、Z2即是电路输入、输出端的特性阻抗（Characteristic Impedance）。根据电路两端使用的阻抗不同，可分为同阻式、异阻式。A同阻抗式（a）形同阻抗式（） ， ， 式（11-1）（b）形同阻抗式 ， ， 式（11-2）B异阻抗式（a）形异阻抗式（） ， ， 式（11-3）（b）形异阻抗式 ， ， 式（11-4）软件仿真：1、进入微波软件MICROWAVE。2、在原理图上设计好相应的电路，设置好端口，完成频率设置、尺寸规范、器件的加载、仿真图型等等的设置。3、最后进行仿真，结果应接近实际测量所得到的仿真图形。4、电路图(推荐以下)：图11-3 5dBT型同阻式固定衰减器电路图图11-4 5dBT型同阻式固定衰减器电路仿真图 图11-5 10dB型同阻式固定衰减器电路图 图11-6 10dB型同阻式固定衰减器电路仿真图 图11-7 10dB型异阻式固定衰减器电路图图11-8 10dB型异阻式固定衰减器电路仿真图(二) 固定衰减器的设计实例（一） 设计一个5dB、T型同阻式固定衰减器。（Z1=Z2=50ohm） 解： A= -5dB （二） 设计一个10 dB、型同阻式固定衰减器。（Z1=Z2=50ohm） 解： A= -10dB （三） 设计一个10dB、型异阻式固定衰减器。（Z1=50ohm、Z2=75ohm）解： A= -10dB 四、 实验内容实验设备:项次设备名称数量备注1型T型衰减器1块无源实验箱2频谱分析仪1台3反射电桥1块4射频连接线2条550标准负载1个实验步骤: 本模块将型T型衰减器集合在一个模块之内,我们分别对其进行测量.1将频谱分析仪起始频率设置为2010-2025MHZ,校准频谱仪。2测量步骤：衰减器端口驻波的测量：实验测试框图如图11-9：图11-9 衰减器驻波比的测量框图型衰减器S11的测量：将频谱分析仪信号输出端口连接到反射电桥输入端，反射电桥输出端接待测的型衰减器模块输入或输出端，另一端接50标准负载.将反射电桥反射输出端接到频谱分析仪。 并将频谱分析仪之Marker 的频率标示在2017.5 MHz， 记录其输入输出驻波比测量结果.(2) T型衰减器S11的测量：以同样方式测量此模块上另一T型衰减器，记录测量结果。衰减器衰减量的测量：实验测试框图如图11-10：图11-10 衰减器衰减量的测量框图型衰减器S21的测量：将频谱分析仪信号输出端口连接到型衰减器输入端，另一端接到频谱分析仪。 并将频谱分析仪之Marker 的频率标示在2017.5 MHz， 记录测量结果.(2) T型衰减器S21的测量：以同样方式测量