微波测量实验报告.docx

北京邮电大学
微波测量
实验报告
课题:微波射频测量技术基础
姓名:
学号:
班级:
学院:
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。
微波同轴测量系统包括三个主要部分:矢量网络分析仪、同轴线和校准元件或测量元件。各部分功能如下:
1)矢量网络分析仪:对RF领域的放大器、衰减器、天线、同轴电缆、滤波器、分支分配器、功分器、耦合器、隔离器、环形器等RF器件进行幅频特性、反射特性和相频特性测量。
2)同轴线:连接矢量网络分析仪和校准元件或测量元件。
3)校准元件:对微波同轴侧量系统进行使用前校准,以尽量减小系统误差。
测量元件:待测量的原件(如天线、滤波器等),可方便地通过同轴线和矢量网络分析仪连起来。
2、掌握矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
1)矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能
面板组成图如下所示:
1
2
3
5
4
6
7
9
8
10
11
12
13
14
各部分功能如下:
(1)CRT显示器
显示仪器当前工作状态和测试结果。
(2)BEGIN
(开始)
在测量放大器、滤波器、宽带无源器件、电缆等被测时能快速、简便的配置仪器,可引导用户完成初始步骤,根据用户的选择自动配置仪器。
(3)ENTRY
(数据输入)
数字键、旋轮和上下键,用于数据输入。
(4)SYSTEM
(系统功能)
SAVERECALL:存储或调用数据。
HARD COPY:打印或者存储测量曲线、数据。
SYSTEM OPTIONS:系统选项。
(5)PRESET
(复位)
复位仪器。
(6)CONFIGURE
(配置)
SCALE:设置垂直方向的分辨率和参考位置等。
DISPLAY:显示设置。
CAL:校准菜单。
MARKER:频标功能键。
FORMAT:数据显示格式。
AVG:平均功能设置和中频带宽设置。
(7)SOURSE
(源)
FREQ:频率设置。
SWEEP:设置扫描方式、扫描时间。
POWER:RF信号输出开关或者设置RF信号输出功率。
MENU:设置扫描点数及单次扫描、连续扫描或保持等。
(8)MEAS
(测量通道)
MEAS1:设置通道1的测量方式。
MEAS2:设置通道2的测量方式。
(9)软键
对应的功能显示在左边显示屏上。
(10)亮度调节旋钮
调节显示器亮度。
(11)电源开关
打开或关闭整机电源。
(12)U盘接口
Usb盘接口
(13)RF OUT
(射频输出)
射频信号输出口,N型K头。
(14)RF IN
(射频输入)
射频信号输入口,N型K头。
2)S 参数测量步骤
a)将一个待测的二端口网络通过同轴线接入矢量网络分析仪,组成一个微波同轴测量系统,如下图所示:
被测
b)然后经过SOLT校准,消除系统误差;
c)在矢量网络分析仪上调处S参数测量曲线,读出相应的二端口网络的S参量,保存为s2p数据格式和cst数据格式的文件。
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。(给出S参数到Z参数的转换公式,以及如何在ADS中应用。)
答:不可以,因为微波同轴测量系统只能对于微波的入射和反射的电压电流关系进行分析。
S参数到Z参数的转换公式如下:
z11z12z21z22=z01+s11s12s211+s221-s11-s12-s211-s22
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校准方法,比如TRL和SOLT,了解其校准原理和优缺点。
a) SOLT校准
OLT校准能够提供优异的精度和可重复性。这种校准方法要求使用短路、开路和负载标准校准件。如果被测件上有雌雄连接器,还需要分别为雌雄连接提供对应的标准件,连接两个测量平面,形成直通连接。SOLT校准方法使用12项误差修正模型,其中被测件的正向有6项,反向有6项。图正向误差项:ED(方向)、ES(源匹配)、EL(负载匹配)、ERF(反射跟踪)、
ETF(发射跟踪)和EX(串扰)。操作正确的话,SOLT可以测量百分之一分贝数量级的功率和毫度级相位。常用的校准套件中都包含SOLT标准校准件。
EDF,EDR:反射参数,衡量VNA耦合器分离前向波和反射波程度,数值越大越好。