微波技术基础实验报告

微波技术基础实验报告实验一矢量网络分析仪的使用及传输线的测量

班级：

学号：

姓名：

华中科技大学电子信息与通信工程学院

一实验目的

学习矢量网络分析仪的基本工作原理；

初步掌握A V365380矢量网络分析仪的操作使用方法；

掌握使用矢量网络分析仪测量微带传输线不同工作状态下的S参数；

通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性。

二实验内容

矢量网络分析仪操作实验

A．初步运用矢量网络分析仪A V36580，熟悉各按键功能和使用方法

B．以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪A V36580测量微波电路的S参数。

微带传输线测量实验

A．使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。

B．测量1/4波长传输线在开路、短路、匹配负载情况下的频率、输入阻抗、驻波比、反射系数。

C．观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。

三系统简图

矢量网络分析仪操作实验

通过使用矢量网络分析仪A V36580测试RF带通滤波器的散射参数（S11、S12、S21、S22）来熟悉矢量网络分析仪的基本操作。

微带传输线测量实验

通过使用矢量网络分析仪A V36580测量微带传输线的端接不同负载时的S 参数来了解微波传输线的工作特性。连接图如图1-10所示，将网络分析仪的1端口接到微带传输线模块的输入端口，另一端口在实验时将接不同的负载。

四实验步骤

矢量网络分析仪操作实验

步骤一调用误差校准后的系统状态

步骤二选择测量频率与功率参数（起始频率600 MHz、终止频率1800 MHz、功率电平设置为-10dBm）

步骤三连接待测件并测量其S参数

步骤四设置显示方式

步骤五设置光标的使用

微带传输线测量实验

步骤一调用误差校准后的系统状态

步骤二选择测量频率与功率参数（起始频率100 MHz、终止频率400 MHz、功率电平设置为-25dBm）

步骤三连接待测件并测量其S参数

1．按照装置图将微带传输线模块连接到网络分析仪上；

2．将传输线模块接开路负载（找老师要或另一端空载），此时，传输线终端呈开路。选择测量S11，将显示格式设置为史密斯原图，调出光标，调节光标位置，使光标落在在圆图的短路点。

3．记录此时的频率和输入阻抗。然后将显示格式设置为驻波比，记录下此时的驻波比值。将显示格式设置为对数幅度，记录下此时的（反射系数）值。（记录

数据时保持光标位置始终不变）

4．将传输线模块的终端接短路负载（找老师要）。将显示格式设置为史密斯原图，注意观察光标的位置（此时光标所示频率仍为②中的频率），此时光标应在圆图中开路点附近。

5．调节光标至圆图中的开路点，按照③中所示方法和步骤记录数据。

6．将传输线模块另一端接上匹配负载。将显示格式设置为史密斯原图，将光标调节至最靠近圆图圆心的位置。

7．按照③中方法和步骤记录数据。

五实验记录

矢量网络分析仪操作实验

测量带通滤波器S11反射系数：

Min：1.032GHz -15.3db

Max：882MHz 0.15db

带通滤波器S11驻波比

Min：1.032GHz 1.38

Max：888MHz 412

带通滤波器S22反射系数

Min：1.128GHz -35db

Max：696MHz 3.8db

带通滤波器S22驻波比

Min：1.128GHz 1.03

Max：804MHz 190

带通滤波器正向插入损耗S21

Min：1.8GHz -51db

Max：1.056GHz -4.3db

带通滤波器带宽

B=315.598MHz

带通滤波器反向插入损耗S12

Min：1.8GHz -62db

Max：1.11GHz -2.9db

带通滤波器反向带宽

B=1.847MHz

微带传输线测量实验

1．匹配

频率：215.125MHz

输入阻抗：

实部：49.9Ω虚部：-1mΩ驻波比：1.019

反射系数：-40.677db

2．短路

频率：179.23MHz

输入阻抗：

实部：6.22kΩ虚部：26Ω驻波比：45

反射系数：-0.35db

3．开路

频率：166MHz

输入阻抗：

实部：270mΩ虚部：-451mΩ驻波比：47

反射系数：-0.34db

六 数据分析处理

矢量网络分析仪操作实验

散射参量S 的定义为：

111112212222i r r i U U S S S S U U ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦

散射参量矩阵[S]中各元素的意义分别为：

S11：当输出端接匹配负载时，输入端口的电压反射系数；

S22：当输入端接匹配负载时，输出端口的电压反射系数；

S12：当输入端接匹配负载时，输出端口到输入端口的电压传输系数； S21：当输出端接匹配负载时，输入端口到输出端口的电压传输系数。 因此网络输入端电压反射系数的模

11S Γ=，故输入驻波比为： 11

1111S S ρ+=-

回波损耗(return loss)Lr ：回波损耗用来描述反射系数的幅度,有时又称为失配损耗。它与负载反射系数大小有关,其绝对值越大，则表明负载匹配越好，反射越小。引入回波损耗以后，反射系数的大小就可用dB 形式来表示。 11210lg 20lg ()20lg ()

dB S dB ==-Γ=-Γr 1L

插入损耗 (Insertion loss)IL ：插入损耗定义为网络输出端接匹配负载时，网络输入端入射波功率Pi 与负载吸收功率PL 之比，即：

2212202121r i i

U L r U P P S U ====IL

用分贝表示，为：

2211

10log ()dB S =IL