微波技术实验报告

1、微波技术实验报告班级：学号：姓名：同组人：哈尔滨工业大学实验一 短路线、开路线、匹配负载S参量的测量一、 实验目的1、通过对短路线、开路线的S参量S11的测量，了解传输线开路、短路的特性。2、通过对匹配负载的S参量S11及S21的测量，了解微带线的特性。二、实验原理 S参量 一个二端口微波元件用二端口网络来表示，如图1-1所示。图中，a1,a2分别为网络端口“”和端口“”的向内的入射波；1，2分别为端口“”和端口“2”向外的反射波。对于线性网络，可用线性代数方程表示。 b1=S11a1+S12a2 b2=S21a1+S22a2写成矩阵形式： 式中S11，S12，S21，S22组成S参量，它们的

2、物理意义分别为 S11= “2”端口外接匹配负载时， “1”端口的反射系数 S21= “2”端口外接匹配负载时， “1”端口至“2”端口的传输系数 S12= “1”端口外接匹配负载时， “2”端口至“1”端口的传输系数 S22= “2”端口外接匹配负载时， “1”端口的反射系数 对于多端口网络，S参量可按上述方法同样定义，对于互易二端口网络，S12=S21,则仅有三个独立参量。二、 实验仪器1模组编号：RF2KM1-1A (OPTN/SHORT/THRU CAL KIT) 2模组内容：代号 名称说明适用频率范围主要特性MOD-1AOPEN开路传输线50-500MHzRuturn Loss-1d

3、bMOD-1BSHORT短路传输线50-500MHzRuturn Loss-1dbMOD-1CTHRU50微带线50-500MHzRuturn Loss-15dbIntretion Loss-0.5db3 RF2000测量主机：一台4 PC机一台，BNC连接线若干四、实验内容及结果（一）开路线（MOD-1A）的S11测量 开路状态下300MHz-500MHz时的S11曲线图 （二）短路线（MOD-1B）的S11测量 短路状态下300MHz-500MHz时S11的曲线图 （三）匹配负载（MOD-1C）的S11的测量 匹配负载状态下300MHz-500MHz时的S11的曲线图 （四）匹配负载（MO

4、D-1C）的S22的测量 匹配负载状态下300MHz-500MHz时的S21的曲线 实验二 定向耦合器特性的测量一、实验目的1、通过对MOD-5A：叉路型定向耦合器的方向性，隔离度的测量，了解叉路型定向耦合器的特性。2、通过对MOD-5B：平行线型定向耦合器的方向性，隔离度的测量，了解平行线型定向耦合器电路的特性。二、实验原理1、定向耦合器是微波测量和其他微波系统中的常用元件，更是近代扫频反射计的核心部件，因此，熟悉定向耦合器的特性，掌握其测量方法很重要。定向耦合器是一种有方向性的微波功率分配器件，通常有波导、同轴线、带状线及微带线几种类型，定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传播的微波功

5、率通过小孔或间隙等耦合元件，将一部分功率耦合到副线中的一个方向传输（称“耦合输出”），而在另一个方向几乎没有（或极小）功率传输（称“隔离输出”）。2、在本实验中，定向耦合器是个四端口网络结构（4port network），如图31所示。若信号输入端（Port-1，Input Port）的功率为P1，信号传输端（Port-2，Transmission Port）的功率为P2，信号耦合端（Port-3，Coupling Port）的功率为P3，而信号隔离端（Port-4，Isolation Port）的功率为P4。若P1、P2、P3、P4皆用毫瓦（mW）来表示，定向耦合器的四大参数，则可定义为：传

6、输系数： 耦合系数： 隔离度： 方向性： 定向耦合器Port-1P1Port-2P2 图3-1:定向耦合器方块图Port-3P3Port-4P4 常见的定向耦合器可分成支线型和平行线型两种。3、主要技术参数：（1）隔离度 定向耦合器的隔离度定义为输入功率P入与隔离臂输出功率P隔之比的分贝数，记以KI，即KI=10lg 本实验中测得的功率的单位均为dBm，所以隔离度的值为输入端（或传输端）与隔离端测得的功率的差值。 （2）方向性 方向性的定义是副通道中耦合臂和隔离臂输出功率之比的分贝数，记以KD，即 KD=10lg（dB） 本实验中测得的功率的单位均为dBm，所以方向性的值为耦合端与隔离端测得的

7、功率的差值。由定义知道，耦合到副通道中隔离臂的功率愈小，则方向性愈高。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离度均为无穷大（因P隔=0）。三、实验仪器及装置 1、模组编号：RF2KM5-1A （L-C BRANCH LINE COUPLER） RF2KM5-2A （PARALLEL LINE COUPLER） 2、模组内容：代号名称/说明适用频率范围主要特性MOD-5AL-C BRANCH LINE COUPLER叉路型定向耦合器40050MHzReturn Loss-13dBTransmission-2dBCoupling-11dBIsolation-13dB代号名称

8、/说明适用频率范围主要特性MOD-5BPARALLEL LINE COUPLER平行线型定向耦合器75050MHzReturn Loss-12dBTransmission-1.5dBCoupling-10dBIsolation-14dB3、RF2000测量主机：一台 4、PC机：一台 5、连接线若干，50匹配端子2个四、实验内容及步骤（一）MOD-5A的S参量的测量 （1） 开路状态下300MHz-500MHz时的S11曲线图（2）S21曲线图（3）S31曲线图（4）S41曲线图（二）MOD-5B的S参量的测量在实验测量中，信号从P1端输入，P2为耦合端，P3为传输端，P4为隔离端。 与MOD

9、-5A的S参量的测量同理，依次测量S11S31 S41 S21。（1） S11曲线图（2） S21曲线图（3） S31曲线图（4） S41曲线图实验三 功率衰减器特性的测量一、实验目的1、了解“功率衰减器”的原理。2、通过对MOD-3A：型功率衰减器的S11及S21的测量，以了解型功率衰减电路的特性。3、通过对 MOD-3B：T性功率衰减器的S11及S21的测量，以了解T型功率衰减电路的特性。二、实验原理 功率衰减器是双端口网络结构，如图2-1所示。其信号输入端的功率为P1，而其输出端的功率为P2。若P1、P2以毫瓦分贝（dBm）来表示，且衰减器之功率衰减量为AdB，则两端功率间的关系，可写成

10、： P2(dBm) = P1(dBm) AdB 2-1亦即 2-2 PowerAttenuator Port-1P1Port-2P2图2-1三、实验仪器及装置 1、模组编号：RF2KM3-1A（ATTENUATOR） 2、模组内容：代号名称/说明适用频率范围主要特性MOD-3A-TYPE 10db ATTENUATOR型功率衰减器50-1000MHzReturn Loss-12dbInsertion Loss:-100.5dbMOD-3BT-TYPE 10db ATTENUATORT型功率衰减器50-1000MHzReturn Loss-12dbInsertion Loss:-100.5db

11、3、RF2000测量主机：一台 4、PC机：一台，连接线若干四、 实验内容及结果(一)MOD-3A的S参量的测量（1）S11曲线图 （2）S21曲线图（二）MOD-3B的S参量的测量 （1）S11曲线图 （2）S21曲线图实验四 功率分配器特性的测量一、实验目的 1、了解功率分配器的原理。 2、通过对MOD-4A的输出端的功率的测量，了解简单的功率分配电路的特性。二、实验原理 功率分配器是三端口网络结构，如图4-1所示。其信号输入端（Port-1）的功率为P1，而其他两个输出端（Port-2及Port-3）的功率分别为P2及P3。理论上，由能量守恒定律可知P1=P2+P3。 若P2=P3并以毫瓦分贝（dBm）来表示三端功率间的关系，则可写成： P2(dBm) = P3(dBm) = Pin(dBm) 3dB 功率分配器端子1P1端子2P2端子3P3 三、实验仪器及装置 1、模组编号：RF2KM4-1A（R