1、微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二 微波元件特性參數(shù)測量姓名： 吳剛 班級(jí)： 電信1301學(xué)號(hào)： U一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀掃頻測量微帶諧振器Q值的方法2. 學(xué)會(huì)使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量微波定向耦合器的特性參數(shù)3. 掌握使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試微波功率分配器傳輸特性的方法二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 微帶諧振器品質(zhì)因數(shù)的掃頻測量實(shí)驗(yàn)利用網(wǎng)絡(luò)分析儀AV36580掃頻測量微帶諧振器的Q值1） 調(diào)用誤差校準(zhǔn)后的系統(tǒng)狀態(tài)2） 選擇測量參數(shù)。設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀的掃描頻率范圍為1GHz-2GHz，將功率電平設(shè)置為-20dBm。3） 連接待測器件進(jìn)行測量。按照實(shí)驗(yàn)裝置連接圖2-7將微帶諧振器模塊與網(wǎng)絡(luò)分析儀連接好。測量設(shè)置

2、選擇為測量介電常數(shù)測量模塊的參數(shù) 的幅度的對數(shù)值，記下 幅度的對數(shù)值最大的那個(gè)點(diǎn)的頻率，這個(gè)點(diǎn)的頻率即為微帶諧振器的諧振頻率f0。還要記下在該諧振頻率點(diǎn)上的幅度的對數(shù)值，這個(gè)值即為微帶諧振器在諧振頻率上的衰減量 。然后將光標(biāo)從諧振頻率f0開始向兩邊移動(dòng)，記下衰減量比小3dB點(diǎn)處的頻率分別為f1和f2。圖2-74） 進(jìn)行計(jì)算。將測得的頻率、和代入到式（2-1）中，就可以計(jì)算出被測的微帶諧振器的品質(zhì)因素Q的值。5） Q值的自動(dòng)測量。網(wǎng)絡(luò)分析儀能自動(dòng)計(jì)算顯示帶寬、中心頻率、質(zhì)量因子(定義為電路諧振頻率與其帶寬的比例)，和被測件在中心頻率下的損耗。這些值在光標(biāo)數(shù)據(jù)讀出區(qū)中顯示。按【搜索】和最大值將光標(biāo)

3、放在微帶諧振器諧振曲線中心的旁邊；按光標(biāo)搜索將訪問光標(biāo)搜索菜單；按【搜索】帶寬搜索帶寬將計(jì)算中心激勵(lì)值、帶寬和測量軌跡上的質(zhì)量因子Q。記錄下此時(shí)的品質(zhì)因素Q值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 微帶諧振器的諧振頻率f0 衰減3dB后的f1,f2自動(dòng)測量的Q值參數(shù)計(jì)算：由手動(dòng)測量的f0,f1,f2可由公式 算得 Q=1.316/(1.335-1.294)=32.098 而自動(dòng)測量所得的Q值為32.151 故誤差為：（32.151-32.098）/32.151=0.0016，誤差較小，故實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確。2. 微波定向耦合器實(shí)驗(yàn) 使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀AV3620測量微帶線定向耦合器的S參數(shù)1） 調(diào)用誤差校準(zhǔn)后的系統(tǒng)狀態(tài)2）

4、 選擇測量參數(shù)。設(shè)置頻率范圍：起始頻率為700 MHz，終止頻率為1000 MHz；設(shè)置源功率：將功率電平設(shè)置為-20dBm。3） 連接待測器件測量耦合特性。按照耦合特性測量裝置圖2-8連接待測器件。 圖2-8采用對數(shù)幅度模式，觀察數(shù)據(jù)S21的軌跡，找出其在設(shè)置頻率范圍內(nèi)的最大值，即為耦合器的耦合度，此時(shí)的頻率值為耦合器的中心頻率；選擇S12測量，觀察數(shù)據(jù)S12的軌跡及與S21的關(guān)系；選擇S11和S22測量，采用SWR模式，其值分別為耦合器相應(yīng)端口的反射系數(shù)。4） 連接待測器件測量傳輸特性。按照傳輸特性測量裝置圖2-9連接待測器件。 圖2-9選擇正向傳輸測量，采用對數(shù)幅度模式，觀察S21的軌跡

5、，讀出其在中心頻率處的數(shù)值，即為耦合器的插入損耗；選擇S12測量，觀察數(shù)據(jù)S12的軌跡及與S21的關(guān)系；選擇S11和S22測量，采用SWR模式，其值分別為耦合器相應(yīng)端口的反射系數(shù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 耦合器耦合度及其中心頻率 耦合器S12波形與S21波形一致，故省略不給出。 耦合器耦合S11反射系數(shù) 耦合器耦合S22反射系數(shù)耦合器傳輸S21插入損耗及其中心頻率耦合器傳輸S12波形與S21一致，故省略不給出耦合器傳輸S11反射系數(shù)耦合器傳輸S22反射系數(shù)3. 微波功率分配器實(shí)驗(yàn)利用網(wǎng)絡(luò)分析儀AV3620測量功率分配器的傳輸頻率響度特性根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)計(jì)算出功率分配器的插入損耗、各端口幅度偏差、各端口隔

6、離度等技術(shù)參數(shù)1） 調(diào)用誤差校準(zhǔn)后的系統(tǒng)狀態(tài)2） 選擇測量參數(shù)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀的掃描頻率范圍為800MHz-1GHz，將功率電平設(shè)置為-20dBm。3） 連接待測器件進(jìn)行測量。按照實(shí)驗(yàn)裝置連接圖2-10將功率分配器模塊與網(wǎng)絡(luò)分析儀連接好，功率分配器的輸入端口1接網(wǎng)絡(luò)分析儀的1端口，功率分配器的一個(gè)輸出端口2接網(wǎng)絡(luò)分析儀的2端口，功率分配器的另一個(gè)輸出端口3接匹配負(fù)載。測量設(shè)置選擇為測量功率分配器模塊的參數(shù)的幅度的對數(shù)值和相位值，記下其曲線。在935MHz上記下幅值和相位，則插入損耗；將功率分配器的另輸出一端口2接匹配負(fù)載，輸出端口3接網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口2。測量另一支路的參數(shù)，記下其曲線。同樣在93

7、5MHz上記下幅度的對數(shù)值和相位值，則另一支路的插入損耗。比較兩次記錄的的幅度值和相位值，并將兩者作差就可得出兩端口的幅度偏差和相位偏差；將功率分配器的端口1接匹配負(fù)載，功率分配器的端口2和端口3分別接網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口1和端口2。測量此時(shí)的參數(shù)，記下其曲線。同樣在935MHz上記下幅值，則隔離度。4） 進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。通過測量所得的數(shù)據(jù)計(jì)算出各端口之間的插入損耗、幅度偏差、隔離度等技術(shù)參數(shù)。 圖2-10 實(shí)驗(yàn)結(jié)果功率分配器一輸出端口在935MHz下S21對數(shù)幅值及相位曲線功率分配器另一輸出端口在935MHz下S21對數(shù)幅值及相位曲線功率分配器在935MHz下端口隔離度S21曲線參數(shù)計(jì)算：端口1的

8、插入損耗：-3.901dB，相位：103.400端口2的插入損耗：-3.912dB，相位：105.640則 幅度偏差為：|-3.901-(-3.912)|=0.011 相位偏差為：|103.400-105.640|=2.240偏差較小，說明兩個(gè)端口特性幾乎相同隔離度：-20.200dB三 思考題1. 根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)計(jì)算出微帶諧振器的Q值，并與網(wǎng)絡(luò)分析儀自動(dòng)測量得到結(jié)果進(jìn)行對比，分析兩者之間產(chǎn)生誤差的原因。答：手動(dòng)計(jì)算結(jié)果為32.098，自動(dòng)測量結(jié)果為32.151。因?yàn)樽x數(shù)的不穩(wěn)定及儀器本身環(huán)境有偏差都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生誤差2. 以圖2-3為例，如果要用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量圖中定向耦合器的方向性與隔離度，應(yīng)該怎么測量？答：將輸入波由端口1輸入，則在端口2和端口4中有一個(gè)端口無輸出，一個(gè)端口有輸出，而端口3有輸出，則2、4為隔離端口和耦合端口；同樣將輸入波由端口3輸入，同樣在端口2、4中一個(gè)有輸出一個(gè)無輸出，可以與之前端口1輸入的情況比較，得出定向耦合器的方向性和隔離度。3. 比較功率分配器兩個(gè)支路的傳輸特性，說明不一致性產(chǎn)生的原因。答：傳輸特性有細(xì)微的誤差，但是差別不大，不一致性可能是由于制造時(shí)不可能保證兩個(gè)端口完全一致，以及后期使用時(shí)產(chǎn)生磨損