实验八微波二端口网络参数的测量.doc

实验八 微波二端口网络参数的测量、分析和计算一、实验目的(1)理解可变短路器实现开路的原理； (2)学会不同负载下的反射系数的测量、分析和计算； (3)学会利用三点法测量、分析和计算微波网络的S参数。 二、实验原理 S 参数是微波网络中重要的物理量，其中S参数的三点测量法是基本测量方法，其测量原理如下：对于互易双口网络有 S12=S21 ，故只要测量求得 S11 、S12 及 S21 三个量就可以了 。被测网络连接如图 8-1 所示。 图 8-1 S 参数的测量 设终端接负载阻抗 Zl ，令终端反射系数为l ， 则有: a2 = lb2, 代入S参数定义式得： 于是输入端（参考面 T1）处的反射系数为 将待测网络依次换接终端短路负载(既有l = -1)、终端开路负载(即l = 1)和终端匹配负载(即l = 0)时，测得的输入端反射系数分别为s、o 和m ，代入式（8-1）并解出： 由此得到S参数，这就是三点测量法原理。 在实际测量中，由于波导开口并不是真正的开路，故一般用精密可移动短路器实现终端等效开路 l0 位置（或用波导开口近视等效为开路），如图 8-2 所示。 图 8-2 用可变短路器测量S参数实验步骤 三、实验内容和步骤(1)将匹配负载接在测量线终端，并将测量线测试系统调整到最佳工作状态； (2)将短路片接在测量线终端，从测量线终端向信源方向旋转探针座位置（测量线前的大旋钮），使选频放大器指示为零(或最小)，此时的位置即为等效短路面，记作 zmin0 ； (3)在终端将短路片取下，换接上可变短路器，在探针位置 zmin0 处，调节可变短路器使选频放大器指示为零(或最小)，记录此时可变短路器的位置 l1 ； (4)继续调节可变短路器，使选频放大器指示再变为零，再记录此时可变短路器的位置 l2 ； (5)在终端将可变短路器取下，换接上待测网络，并在待测网络的终端再接上匹配负载，按照实验五的方法测量和计算得到此时的反射系数m ； (6)在待测网络的终端取下匹配负载，换接上可变短路器，并将可变短路器调到位置 l1 ，按照实验五的方法测量和计算得到此时的反射系数s ； (7)将可变短路器调到终端等效开路位置，即 l0=(l1+l2)/2 的位置，按实验五的方法测量和计算得到此时的反射系数o ； (8)要求反复测量三次，并处理数据(即参考实验五方法，将根据测量得到的 Imin 、Imax 、zmin1 等数据计算相应的反射系数) ； (9)再根据式（8-3）计算得到S参数。 四、实验结果及数据处理 zmin0 = 79.56mm l1= 12.760mm l2 = 36.984mm匹配：直接法 指示表读数 (uA)测量位置IminImaxzmin113636599.4823837099.3233837899.42 短路：直接法 指示表读数 (uA)测量位置IminImaxzmin114040010078345430100.12 开路：直接法 指示表读数 测量位置Imin(uA)Imax(uA)zmin1(mm)19033599.0427032598.84310534099.12 五、思考及体会： 为什么等效开路的位置取 l0=(l1+l2)/2 ? 等效开路的位置取 l0=(l1+l2)/2 可以减小误差，使实验结果更精确。小结：通过本次实验，我理解了可变短路器实现开路的原理，学会了不同负载下的反射系数的侧量、分析和计算方法，掌握了利