微波测量实验报告.doc

微波工程基础实验报告

实验一微波同轴测量系统的熟悉
一、实验目的
1、了解常用微波同轴测量系统的组成,熟悉各部分构件的工作原理,熟悉其操作和特性。
2、熟悉矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
二、实验内容
1、常用微波同轴测量系统的认识,简要了解其工作原理。
微波测量系统常用的有同轴和波导两种系统。同轴系统频带宽,一般用在较低的微波频段。波导系统损耗低,功率大,一般用在较高频段。
一个完整的微波测量系统通常有信号源,测量装置和指示器三部分组成。
(1)微波信号源部份:
它包括微波信号发生器,隔离器和功率、频率监视单元,信号发生器提供测量所需的微波信号,它具有一定频率和足够功率。功率、频率监视单元是由定向耦合器取出一部分微波能量,经过检测指示来观察信号的稳定情况,以便及时调整,为了减少负载对信号源的影响,电路中采用了隔离器。
(2)测量装置(即测量电路):
包括测量线,调配元件,待测元件和辅助元件(如短路器,匹配负载),以及电磁能量检测器(如晶体检波器,功率计探头等)。
(3)指示部分(即测量接收器):
指示器是显示测量信号与特性的仪表,如直流电流表,测量放大器,功率计,示波器,数字功率计等。
在本学期的实验中我们使用的是AV36580A矢量网络分析仪(work Analyzer)作为测量仪器。
掌握矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
a)矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能
提供入射信号的信号源:信号源
为激励被测器件,信号源必须在整个感兴趣的频率范围内提供入射波。被测器件通过传输和反射对激励波做出响应。被测器件的频率响应通过信号源扫频确定。测量结果受到多种信号源参数的影响,包括频率范围、功率范围、频率稳定度和信号纯度等。在矢量网络分析仪中广泛采用合成扫频信号源。
信号分离器分离入射、反射和传输:信号分离
网络分析仪的下一项任务是分离入射、反射和传输信号,从而测量它们各自的幅度和相位。矢量网络分析仪均采用定向耦合器方法分离信号。用做信号分离功能的硬件通常称为“测试装置”。测试装置可能是单独的盒子,或者集成在网络分析仪内部。
接收机把高频信号转换为较低频率(中频)的信号: 接收机
网络分析仪的接收机把RF或微波能量转换为较低的IF信号,从而简化了精确的检测任务。标量网络分析仪采用宽带的晶体检波技术,矢量网络分析仪采用窄带的锁相接收机技术。采用调谐接收机能提供最好的灵敏度和动态范围,还能抑制谐波和寄生信号。窄带中频滤波器产生相当低的本底噪声,结果显著地改善了灵敏度。矢量网络分析仪的接收机的最小等效带宽达10Hz。
处理和显示系统对较低频率的信号进行处理,并显示经检验和导出的信息:处理和显示系统一旦检测到RF或微波能量,矢量网络分析仪必须处理和显示各种测量。矢量网络分析仪是一种多通道仪器,至少有一个通道作为基准通道,一个通道作为测试通道。矢量网络分析仪的显示功能强大灵活,如多种标记功能、极限线功能,为测试带来很大便利。
b)S 参数测量步骤
先校准后,连接微波器件,通过文件在功能中把s参数调出,修改为Sij,查看曲线。
c)如何用Smith圆图显示所测结果以及如何与直角坐标转换
在显示的测试结果中从选项中选择Smith圆图显示;有转换为直角坐标的选项。
d)如何保存所测数据,以及可存的数据格式
在屏幕的右上角,点击【文件】>【另存为】,然后选择相应的保存目录,。
e)开路校准件的电容值设定(校准系数)
当传输线终端开路或短路时,所有输入信号功率被反射到入射端。造成全反射。传输线终端开路时,开路端电流为零。端点反射信号电流与输入信号电流幅度相等、相位相反,而反射信号电压与输入信号电压同相。信号关系满足欧姆定理。
f)短路校准件的电感值设定(校准系数)
传输线终端短路时,开路端电压为零。端点反射信号电压与输入信号电压幅度相等、相位相反,而反射信号电流与输入信号电流同相。信号关系满足欧姆定理。
g)仪器提供什么样的校准方法
仪器提供多种校准方式,包括频响、单端口、响应隔离、增强型响应、全双二端口校准。
三、思考题
1、是否可以直接进行电路参数的测量,为什么?如何从测量的S参数导出电路参数?
不可以直接进行电路参数的测量,需要先进行校准。此外由于仪器仅给出了S参数的测量,但是没有电路参数的测量选项;如果要求电路参数,可以由测量的S参数通过导出选项导出电路参数,如Γ等来计算。
实验二微波同轴测量系统校准方法
一、实验目的
1、了解常用微波同轴测量系统的校准方法以及精度。
2、熟悉矢量网络分析仪的SOLT校准步骤以及校准精度验证方法。
二、实验内容
1、总结常用微波同轴测量系统的TRL和SOLT校准