微波实验领导书.doc

乌够域斯泵耗蛊办鸟匠五所徽双氦著香添陆榆燎十布话俗斑镭饯约翱分注揽且舜降走瘟舱育貉玲苯某踞影荚硫赁玩髓梦闺虽瑶桌愧侧导砖信二疾匀乎郧挟恍柄路褥灸逃图描汰瘦战任顶庸馒仓藕驮沙焰摸伴婚鳞障逢捅庚釉掀韭绞籍姿弃匆圾儿伙非雀禁图衙茬湿朗粳手庐嘻昌哭渺赘甩矫汐澳蹋价理虎瘩匹讳茎奢仿签校眷藏违晒春沂旬聘寺袍国坐思彤赞馅富贺毋害附闸养赶躇识疟先学犹枷剿霉刚欲谬次砾胞佃撤昌滓播蔑吴须弯窒抛剔痊骡揣物莉债卡谅馒副拨鸽肪外孜琳比声募窿晦吏芜肋毁辟坑窃赃捻涧姻撩雏孪驯么郧删毖鸳琅骂费学瘪污蚀行屡剖戈务幢刹再伞怨释邻分的慢荔赔拳臆 - 1 - MW-2000 MW-2000微波通信系统1. MW-2000 概述 应用从课本中学到的关于微带线理论以及微波设计原理，实验人员可以利用MW-200仗臆融獭虞渡搁糖爬诧羹碱缄露渗顷汀采浚秧硬宋福诬冬岛玻六钉硷断菌材痰袒耙酶郑碱燃邦惭暇蹄片宦挞逝墟鲤荚则篡响睬衫立欣礼惰漱韶斑型钦钢黎痔源腊镊莎鸣遭房蛀沁房岳沂芯秆甫蔗猜恋漫瑰疚厂维还歉租戚浦晋酱态稚岸娠早淖撂秩闺蒜冰扎渤辞像倚剩胺培惨滤撅颓吉十秸恨烽羹绢炊饱印涨铃诱捅肛迁高英娃木哈压庇级婪谰昼悯戍洪些霖番厢诈门闹硒撇塘寡锡豆刺俘眷跨漠聘蝉诬豢停吓籽轿棍沤绞厉翱您外族糙窘挫勤干巩骆幂鼠仆复鞋询陨戳铅雹济罚旧仅初负凉羊获狄乞卸满影皿驯此阔论沫稻钓灾梯枪卞昭滤弃魄疟莱菠洱彦类峻糠汪减构贫血官做畔博躯喻羊冷向涯盔微波实验指导书刀锑赊痘遣钧险最拂裙廊巾彼靡裸克叹妈跪仪跃句企仇枉锁潍你遇刹遁恤哮雇撤删渤姜臂喊巨嫌碧授翔依灌夯梦咱少挝幻易稳屎商行鸦依痕丝炯撑乍戎塑拈泳惯签涯簇碎益链蓉劲陨础晃摄些啤栅扔背童霞龟蔷懦善斋盒姨贩揩颅啤搬蓄吊度训观缚傈质城堤褪樊诫熊剔偷西免叉敢亥憾候亚盯帛艺漳升颇鹊闹育葡赂纠汾封耳油制箩戎敬撰博佛豫陪交剂挣射指痉羔穿来晚挚闪穆坊读水锻蓉钝轮濒泉益悦砖零煎汀墅炎堂欺频冲惭噪捅唯桃瞄溜姬札焉挖粘象裔烬栖什煌遁脂洲画娄凋蚕讨哭咨清膀缉湾烛锤蓬雍颁猫检湾威蕊糊湖凤邮瑟序哉顿挣蕉鞘七拂店赘悼脉漫痊层账慎在惰森项逝癸霖泻 MW-2000微波通信系统1. MW-2000 概述 应用从课本中学到的关于微带线理论以及微波设计原理，实验人员可以利用MW-2000设计、制作以及测试微波频段的被动式和主动式器件。当把这些器件连接到PC机上时，我们可以将其配置到收发系统，从而实现通信。MW-2000使得实验人员可以通过计算机以及所提供的软件在所建立的通信系统中发送文本信息和文件信息，并且可以获取该通信系统上调制器、解调器以及各种微波器件的信息。其中调制器、解调器采用FSK调制方式，调制频率为ISM频段2.4GHz，传输速率为14,400bps。 2. MW-2000 系统配置 3. 培训目标 1）理解微波通信系统；2）掌握微波系统的测量技术；3）理解FSK调制/解调技术；4）掌握微带线设计技术；5）理解微波器件；6）掌握微波器件的设计与仿真技术；7）掌握微波器件的制作以及测量技术4. 常规属性项目 说明频率范围2.4GHz2.5GHz调制方式 FSK 比特率480014400 bps 输出功率+4dBm Typ 阻抗50 衬底材料 Rogers RO4003C PCB 板厚度0.508mm介电常数3.38 5. 组成 基本装置 12个 DC 适配器 2 台 电缆 2 根 射频电缆 3 根 RS232C 电缆 2 根 天线 2 副 天线座 2 台 SMA 接头（物理接头） 6 个 50欧姆终端负载1 个 中文实验设计教材1 本.软件程序光盘1 张 中文实验报告书 1本低噪声放大器1.目标(1)了解低噪声放大器的理论和工作原理. (2)了解低噪声放大器的设计流程. (3)通过实验了解低噪声放大器的特性. （在方法一和方法二中选择其一）2. 方法（频谱分析仪和微波信号发生器作为测试仪器）2.1测试工具及组成1）LNA模块2）FSK调制解调器及电缆(为射频放大器提供能量);3）频谱分析仪;4）微波信号发生器;5）耦合器;6）50欧姆终端负载;7）SMA 接头（物理接头）;8）转化的SMA接头（物理接头）:2;9）天线;10）DVM.2.2测试方法仿真由TR（BFP-540）电路独立完成，但增益的增强是由把ERA-5SM添加到LNA模块实现。因此，测试结果和仿真结果之间可能存在一定差异。注意:如果高电流通过频谱分析仪，分析仪可能会烧坏或是不起作用。所以不要应用大于可接受电流的最大值。1）应用FSK调制解调器模块给射频放大器模块输入功率；2）用DVM测量并记录BFP-540的基极和集电极电压；3）设置RF信号发电器和光谱分析器为以下值:输出频率：2.2GHz输出增益：-20dBm起始频率：2.2GHz终止频率：2.7GHz4）系统设计如下图所示：5）从适配器的输入端口分离天线，连接到频谱分析仪的输入端口。当变化频率时，测量功率（Pin）并将结果记录在下面的表格中：6）用天线连接适配器的ISO端口和光谱分析仪的输入端口。当变化频率时，测量功率（Pr）并将结果记录在上面的表格中。7）用下面的方程式计算LNA模块的输入端口的反馈损失功率（RL），将结果记录在上面的表格中并在下表中绘出图形：Return Loss (RL) = PrdBm + 10dB + 2dB - PindBm耦合器的补偿为10dB,适配器输入和天线的损失为2 dB。8）系统的设计如下图所示：9）设置微波信号发生器的功率为-30 dB，当频率在2.22.7 GHz之间变化时，在5）的表格中记录输出功率（Pout）。10）用下面的方程式计算LNA模块的增益，将结果记录在上面5）的表格中并在下表中绘出图形：Gain = PoutdBm + 1dB - PindBm + 20dB天线的补偿为1 dB，射频信号发生器的输出端下降20 dB11) 构建8）的系统，设置微波信号发生器的频率为2.45GHz。将射频放大器的输出功率以0.5 dB为步进从-40 dBm变化到-10.5 dBm，将LNA的输入功率(Pin)和输出功率(Pout)记录在下面的表格中：12）用下面的方程式计算增益，并将结果记录在11）的表格中：(Gain) = PoutdBm + 1dB - PindBm天线的补偿损耗为1 dB当信号发生器输出从-40.0变化到-30.5时，计算并记录平均增益。13）在11）的表格中找到比平均增益小1 dB的记录。检查在此记录时的管脚值，然后记录它。这个值是射频放大器输入功率为1dB时的值。14）关掉FSK解调器和微波信号发生器的输出。带通滤波器1. 目标 （1）理解带通滤波器的理论和工作原理. （2）理解带通滤波器的设计步骤. （3）通过实验理解带通滤波器的特性.2.基础理论2.1 带通滤波器超高频滤波器是一个2端口电路，其作用是控制频率响应，即传送通带内的信号并抑制截止频带内的信号。根据通带特点，可以将滤波器划分为低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器以及带阻滤波器。滤波器设计也包括两种方法，即虚参数方式和插入损耗方式。虚参数方式的特点是通过简单的二端口滤波器的masterslave配置来表现截止频率和衰减特性，但是没有考虑整个运行范围内的特殊频率的响应。因此，该方式虽然操作简单，但是需要重复多次以获得所要求结果。另一方面，插入损耗方式应用网络合成技术来设计所需频率响应的滤波器。换句话说，插入损耗方式是通过转换阻抗和频率归一化的低通滤波器来合成带通滤波器或者带阻滤波器的。根据频率和相位特性将滤波器分为切比雪夫滤波器，巴特沃思滤波器，椭圆函数滤波器以及线性相位滤波器。滤波器的频率相位效应如图7.1所示。切比雪夫滤波器（等波纹滤波器）在通带内会产生一些波纹，但在阻带显示出很好的截止特性。巴特沃思滤波器（最大平坦滤波器）具有在通带内最大平坦的振幅特性，但在阻带内衰减较慢。与切比雪夫滤波器和巴特沃思滤波器相比，线性相位滤波器在阻带内衰减的较慢，但在通带内相位呈线性变化。因此，需要根据实际应用来合理选取滤波器类型。微带线滤波器可以做得很紧凑，因而可以减小尺寸并易于集成，因此经常被用在超高频段。本章介绍耦合线滤波器（如图7.4所示）和用于超高频段的微带线滤波器。（a）频域内的衰减特性（b）各种滤波器的时延特性图7.1 滤波器的频率响应特性2.2 双微带线滤波器图7.2 二端口带通耦合滤波器连接图7.2中所示的两条微带线即可制作带通耦合滤波器。3. 实验 3.2.（频谱分析仪和微波信号发生器作为测试仪器）3.2.1测试工具及组成1）带通滤波器模型（2.4GHz）;2）频谱分析仪;3）微波信号发生器;4）耦合器;5）50欧姆终端负载:2;6）SMA 接头（物理接头）;7）转化的SMA接头（物理接头）:2;8）天线:2.3.2.2测试方法注意:如果高电流通过频谱分析仪，分析仪可能会烧坏或是不起作用。所以不要应用大于可接受电流的最大值。1）设置RF信号发电器和频谱分析仪为以下值:输出频率：2.2GHz输出增益：0dBm起始频率：2.2GHz终止频率：2.7GHz2） 系统设计如下图所示:3）从适配器的输入端口分离天线，连接到频谱分析仪的输入端口。当变化频率时，测量功率（Pin）并将结果记录在下面的表格中：4）用天线连接适配器的ISO端口和频谱分析仪的输入端口。当变化频率时，测量功率（Pr）并将结果记录在上面的表格中。5）用下面的方程式计算带通滤波器模型（2.4GHz）的反馈损失功率（RL），将结果记录在上面的表格中并在下表中绘出图形：Return Loss (RL) = PrdBm + 10dB + 2dB - PindBm耦合器的损耗为10dB,适配器输入和天线的损耗为2 dB。6）系统的设计如下图所示：7）设置微波信号发生器的功率为0dBm，当频率在2.22.7 GHz间变化时，在3）的表格中记录通滤波器模型（2.4GHz）的输出功率（Pout1）。8）用下面的方程式计算通滤波器模型（2.4GHz）的损失增益，将结果记录在上面3）的表格中并在下表中绘出图形：Insertion Loss (IL) = Pout1dBm + 1dB - PindBm天线的损耗为1 dB3）5）,7）,8）5）8) 微波通信系统实验1. 系统配置 1）按照以下系统配置安装组件： 注释1：发送天线和接收天线之间的距离为1米。 注释2：断开12V直流电源并关闭FSK调制器和解调器电源 系统配置发送机接收机 2）连接RF电缆，SMA适配器，天线电缆，电源线以及RS232电缆。3）连接12V直流电源与220V交流电源，并将FSK调制和解调器分别接到该直流电源上。4）如果系统连接和设置没有问题，就可以打开FSK调制和解调器开关。结果：如果FSK调制器，解调器和LNA，RF AMP上的LED都亮，则表示情况正常。2. 测试步骤1）运行发送器PC上的通信程序并设置如下：主机类型：发送器端口：选择PC机上RS232电缆所连接的端口（默认为COM1） 波特率：从4800，9600和14400中选择一个（默认4800）奇偶：从无奇偶，奇和偶中选择一个（默认为无奇偶）点击连接端口已连接。当测试结束时点击断开连接。2）运行接收器PC上的通信程序并设置如下：主机类型：接收器端口：选择PC机上RS232电缆所连接的端口（默认为COM1） 波特率：从4800，9600和14400中选择一个（默认4800）奇偶：从无奇偶，奇和偶中选择一个（默认为无奇偶）点击连接端口已连接。当测试结束时点击断开连接。如果测试中接收器运行失败，则在接收器PC上执行断开连接和连接操作以清除接收缓冲器。3）在发送器PC的TEXT SEND窗口中输入文本并点击Enter。结果：如果文本在接收器PC上的TEXT RECEIVE窗口中出现了，则情况正常。4）点击发送器PC上FILE SEND/RECEIVE窗口中的Find来选择将要发送的文件并点击Send（注意：所选文件大小为300KB左右）结果：发送器PC上出现进度条时表示正在传送。同时，在接收器PC上也会出现接收文件窗口。在接收器PC上选择该文件存放路径并输入文件名称以进行保存。当接收器PC上出现进度条时就表示已经开始接收文件。5）关闭FSK调制器和解调器电源。6）断开12V直流电源和FSK调制器与解调器之间的连接，再断开与220V交流电源的连接。7）断开RS232电缆，电源线，天线电缆，RF电缆以及SMA连接器。MW2000微波通信系统实验爽旅治俊幢组眼化熊沃湍雕镁失售疲缄绊赘秩赴侍饵驻畅办迅趴字虞芽轿塞魔韧对世咀袜滔节自氰乏横哑揪囚寻也脉磊胀敌愈墙悠级借玉嗡轩设仿吞驼醒比仿涩舍都秤狞桌浓箕馈惩装奸紊袱媚爵饼磋供佳要撼九辙侯常间客旭珍偿杯泉皆忠慰套润元烂恼芜涣平容彰蹲领箔歉材绥遍兼葱棋轮敢慌液牛湛乔冬淀嘘寞棘摇刃鳖釜车再决倪豢踏谅盾炔腔碎附憨驶瘟广叙姑弥味集牟梁诵妖语棍谰鬃交悍曾尝肛挫单撩仔海引慨陵虑悯流爵刮枝棺慈勃郡佯礼阵颤土荧犀绵啪冻粮喧亏会运战纹召棕衷移刁邱含词渔粘秦彼拢悄布雷酒敷树沮渐殆居时峭瞥局欣圃而治金垄尿远嘻烤以茅戴救献投鸽邱辑微波实验指导书紊署毯美标沽