微波技术实验报告-二端口微波网络散射参数的测量与阻抗匹配

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划微波技术实验报告:二端口微波网络散射参数的测量与阻抗匹配　　微波技术基础实验　　班级：通信　　学号：　　姓名：　　实验名称：微波元件特性参数测量UXX　　XX年3月31日　　一实验目的　　1、掌握利用矢量网络分析仪扫频测量微带谐振器Q值的方法。　　2、学会使用矢量网络分析仪测量微波定向耦合器的特性参数。　　3、掌握使用矢量网络分析仪测试微波功率分配器传输特性的方法。二实验原理　　1.微波谐振腔Q值的测量　　品质因数Q是表征微波谐振系统的一个重要

2、的技术参量，品质因素Q描述了谐振系统频率选择性的优劣及电磁能量损耗程度。它定义为　　Q0?2?WWW?2???0WTPTPll　　其中Pl为腔的平均损耗功率，W为腔内的储能。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　品质因素Q的测量方法很多，例如：功率传输法、功率反射法、阻抗法等等，通常可根据待测谐振腔Q值的大小、外界电路耦合的程度及要求的精度等，选用不同的

3、测量方法。本实验主要运用扫频功率传输法来测量微带谐振器的Q值。　　功率传输法是根据谐振腔的功率传输特性来确定它的Q值。图2-1表示测量谐振腔功率特性的方框图。　　图2-1测量谐振腔功率传输特性的方框图　　当微波振荡源的频率逐渐改变时，由于谐振腔的特性，传输到负载的功率将随着改变，它与频率的关系曲线如图2-2所示。　　图2-2谐振腔传输功率与频率的关系曲线　　根据功率传输法测量谐振腔的等效电路可推得，谐振腔两端同时接有匹配微波源和匹配负载时的有载品质因数为　　QL?f0f?0f2?f1?f　　式中f0为谐振腔的谐振频率，f1、f2是传输功率P2自最大值下降

4、到一半　　时的“半功率点”的频率。f2与f1之间的差值?f为谐振频率的通频带。　　2.微波定向耦合器　　工作原理与特性参数目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　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、带状线及微带线等几种类型。理想的定向耦合器一般为互易无损四口网络，如图2-3所示。定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传输的微波

5、功率经过小孔或间隙等耦合机构，将一部分功率耦合到副线中去，由于波的干涉和叠加，使功率仅沿副线中的一个方向传输，而在另一个方向几乎没有或极少功率传输。　　图2-3定向耦合器方框图　　定向耦合器有四个端口，其作用可由图2-3所示的四端口网络说明。设图中1、3为主线，2、4为副线。若波由端口1输入，则一部分直通端口3输出，另一部分经耦合到端口2输出，端口4无输出；或端口4输出，端口2无输出。端口3称为输出端口，端口2称为耦合端口，端口4称为隔离端口。在一定条件下，1、2两端口彼此隔离，3、4两端口也彼此隔离。　　在各端口均接匹配负载的条件下，可以定义描述定向耦

6、合器的特性参量，主要包括耦合度、方向性、输入驻波比和工作频带等。　　微带线定向耦合器目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　微带线定向耦合器是由两条等宽的平行耦合微带线所构成，线长是奇模和偶模波长平均值的1/4，线的各端口都接以匹配负载Zc，如图2-4所示。若信号从端口1输入，则端口2和端口3将有输出，端口4没有输出。由于耦合信号的传输方向与输入信号方向相

7、反，故这种定向耦合器称为反向定向耦合器。　　图2-4耦合微带线定向耦合器　　定向耦合器为什么会有方向性呢？要具有方向性必须要有两种以上的耦合因素起作用，使耦合到副线某一端口的能量能够互相抵消。我们来看一段如图2-5所示的平行耦合传输线。当导线1-3中有交变电流i1流过时，由于2-4线和1-3线互相靠近，故2-4　　线中便耦合有能量，此能量是既通过电场又通过磁场耦合过来的。通过Cm的耦合，在传输线　　2-4中引起的电流为ic2及ic4；同时由于的交变磁场的作用，在2-4线上感应有电　　流iL。根据电磁感应定律，感应电流iL的方向与i1的方向相反，如图上所示

8、。因　　此，若能量由端口1输入，则耦合端口是2端口。而在4端口因为电耦合电流ic