電磁場與微波測量實驗報告微波實驗單元項目實驗三定向耦合器的特性測量實驗?zāi)康牧私忸l譜分析儀的使用方法。學(xué)會使用頻譜分析儀對信號源提供的信號進行分析。學(xué)會定向耦合器。實驗原理定向耦合器：定向耦合器是一種通用的微波/毫米波部件，可用于信號的隔離、分離和混合，如功率的監(jiān)測、源輸出功率穩(wěn)幅、信號源隔離、傳輸和反射的掃頻測試等。主要技術(shù)指標有方向性、駐波比、耦合度、插入損耗。定向耦合器是微波系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種微波器件，它的本質(zhì)是將微波信號按一定的比例進行功率分配。定向耦合器由傳輸線構(gòu)成，同軸線、矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、帶狀線和微帶線都可構(gòu)成定向耦合器，所以從結(jié)構(gòu)來看定向耦合器種類繁多，差異很大。但從它的耦合機理來看主要分為四種，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配雙T。在20世紀50年代初以前，幾乎所有的微波設(shè)備都采用金屬波導(dǎo)和同軸線電路，那個時候的定向耦合器也多為波導(dǎo)小孔耦合定向耦合器，其理論依據(jù)是Bethe小孔耦合理論，Cohn和Levy等人也做了很多貢獻。隨著航空和航天技術(shù)的發(fā)展，要求微波電路和系統(tǒng)做到小型化、輕量化和性能可靠，于是出現(xiàn)了帶狀線和微帶線。隨后由于微波電路與系統(tǒng)的需要有相繼出現(xiàn)了鰭線、槽線、共面波導(dǎo)和共面帶狀線等微波集成傳輸線。這樣就出現(xiàn)了各種傳輸線定向耦合器。第一個真正意義上的定向耦合器由H.A.Wheeler在1944年設(shè)計實現(xiàn)，Wheeler使用了一對長為四分之一中心頻率波長的圓柱來實現(xiàn)電場與磁場的能量相互耦合，遺憾的是這種方法只能實現(xiàn)一個倍頻程的帶寬。主線中傳輸?shù)墓β释ㄟ^多種途徑耦合到副線,并互相干涉而在副線中只沿一個方向傳輸。實驗步驟耦合度測量按照圖中所示連接所使用的儀器。設(shè)置微波信號發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號（如850MHz.-20dBm）。將輸入輸出電纜短接。用頻譜分析儀定向耦合器輸入端口1的輸入信號電平，測試數(shù)據(jù)記錄到表格中。接入被測定向耦合器。用頻譜分析儀測量定向耦合器耦合端口3的輸出信號電平，計算定向耦合器的耦合度，測試數(shù)據(jù)列入表中。改變測試頻率，重復(fù)以上測量，測試數(shù)據(jù)列入表中。記錄的數(shù)據(jù)如下表：測試頻率（MHz）850900950端口1輸入功率（dBm）-20-20-20端口3輸入功率（dBm）-33.42-34.07-34.30耦合度（dB）13.4214.0714.30帶載波信號的雜散測量按照圖中所示連接所使用的儀器。設(shè)置微波信號發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號（如850MHz.-20dBm）。將輸入輸出電纜短接。用頻譜分析儀定向耦合器輸入端口1的輸入信號電平，測試數(shù)據(jù)記錄到表格中。接入被測定向耦合器。用頻譜分析儀測量定向耦合器耦合端口2的輸出信號電平，測試數(shù)據(jù)列入表中。(5)改變測試頻率，重復(fù)以上測量，測試數(shù)據(jù)列入表中。(6)記錄的數(shù)據(jù)如下表：耦合度（dB）/耦合損耗（dB）10/0.460=21.73測試頻率（MHz）850900950端口1輸入功率（dBm）-20.00-20.00-20.00端口2輸入功率（dBm）-24.05-24.15-25.21插入損耗（dB）4.054.155.21傳輸損耗（dB）3.593.694.75定向耦合器的隔離度測量按照圖中所示連接所使用的儀器。（2）設(shè)置微波信號發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號（如850MHz.-20dBm）。（3）將輸入輸出電纜短接。用頻譜分析儀定向耦合器輸入端口3的輸入信號電平，測試數(shù)據(jù)記錄到表格中。（4）接入被測定向耦合器。用頻譜分析儀測量定向耦合器耦合端口2的輸出信號電平，計算端口2、3之間的隔離度，測試數(shù)據(jù)列入表中。(5)改變測試頻率，重復(fù)以上測量，測試數(shù)據(jù)列入表中。(6)記錄的數(shù)據(jù)如下表：測試頻率（MHz）850900950端口3輸入功率（dBm）-20.00-20.00-20.00端口2輸入功率（dBm）-39.31-40.00-39.282、3端口隔離度（dB）19.3120.0019.28耦合度幅頻特性測量（1）按照圖中所示連接所使用的儀器。（2）設(shè)置微波信號發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號（如850MHz.-20dBm）。（3）將輸入輸出電纜短接。用頻譜分析儀測定并記錄衰減器的輸入信號電平。（4）接入被測定向耦合器。設(shè)置頻譜分析儀的中心頻率為指定頻率，設(shè)置合適的掃描帶寬，適當調(diào)整參考電平使頻譜圖顯示在合適的位置。（5）設(shè)置頻譜分析儀的軌跡為最大保持功能。（6）按照一定的步進，用手動旋鈕在指定的頻率范圍內(nèi)調(diào)整微波信號發(fā)生器的輸出頻率，在頻譜分析儀上顯示出幅頻特性曲線。（7）根據(jù)頻譜分析儀顯示的幅頻特性曲線，測量并計算耦合器在指定頻帶內(nèi)的耦合度的最小值和幅頻特性，記錄測試數(shù)據(jù)。(6)記錄的數(shù)據(jù)如下表：測試頻率（MHz）850±20900±20950±20端口1輸入功率（dBm）-20.01-20.32-20.34最小耦合度（dB）12.749.679.55幅頻特性dBp0.038250.020.0273四．實驗心得體會通過這四個實驗使我們對于頻譜分析儀的使用更加熟練。同時，也鞏固復(fù)習了以前學(xué)過的對于信號發(fā)生器的使用方法。頻譜分析儀常用的一些功能有了一定的初步了解。在今后的實驗中我們會更加努力的學(xué)習這種儀器的使用。更多的去練習使用。使得