《微波技术实验》word版.doc

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1、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参量网络参量有多种，如阻抗参量[Z]，导纳参量[Y]，散射参量[S]等。微波频段通常采用[S]参量，因为它不仅容易测量，而且通过计算可以转换成其他参量，例如[Y]、[Z]，电压驻波比及反射损耗等。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“１”和端口

2、“２”的向内的入射波；ｂ1，ｂ2分别为端口“１”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(1-1)b2=S21a1+S22a2写成矩阵形式：(1-2)式中S11，S12，S21，S22组成[S]参量，它们的物理意义分别为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

3、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。三、实验仪器及装置图1模组编号：RF2KM1-1A(OPTN/SHORT/THRUCALKIT)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50-500MHzRuturnLoss-1dbMOD-1BSHORT短路传输线50-500MHzRuturnLoss-1dbMOD-1CTHRU50微带线50-500MHzRuturnLoss-15dbIntreti

4、onLoss-0.5db3RF2000测量主机：一台4PC机一台，BNC连接线若干四、实验结果（一）开路线（MOD-1A）的S11测量（二）短路线（MOD-1B）的S11测量（三）匹配负载（MOD-1C）的S11及S22的测量注：在测试过程中，DOD-1A,MOD-1B的S11范围为05db，MOD-1C的S11-8db，S21=02db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

5、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”）。

6、2、在本实验中，定向耦合器是个四端口网络结构（4－portnetwork），如图3－1所示。若信号输入端（Port-1，InputPort）的功率为P1，信号传输端（Port-2，TransmissionPort）的功率为P2，信号耦合端（Port-3，CouplingPort）的功率为P3，而信号隔离端（Port-4，IsolationPort）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：传输系数：(2.1)耦合系数：(2.2)隔离度：(2.

7、3)方向性：(2.4)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=10lg=20lg3-4式中S14=S41为网络的互易性，S14代表波由1口向4口的传输系数。本实验中的功率的单位为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）=20lg-20lg3-5本实验中测功率的单位均dBm，所以方

8、向性的值为耦合端与隔离端测得的功率的差值。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-CBRANCHLINECOUPLER）RF2KM5-2A（PARALLELLINECOUPLER）2、模组内容：代号名称/说明适用频率范围主要特性MOD-5AL-CBRANCHLINECOUPLER叉路型定向耦合器40050MHzReturnLoss-