天线的类型及分析

U


rn

n m 为端口 m 的反射系数 U im 0 n m 为端口 m 到端口 n 的传输系数
U im
可逆的网络有S12=S21，对称的网络有S11=S22， 无耗的网络有SS*=1。 参考面移动对S参数的影响（参考面向外移动 取负角度，参考面向里移动取正角度）对应 的移动矩阵为：
状频标。它们都由晶体控制，因此准确度较高。由 于各种频标形成电路不同，所以频标的高度不一 样，在荧光屏上看起来容易辨别。 （4） 基带接收单元 基带接收单元由基带信号的 幅度检波和相位检波两部分构成，前者供微分线 性及微分增益测试用；后者供群群时延及微分相 位测试用。为了进行相位检波，相位检波器必须 有一个基准相位。该机采用锁相振荡器来获得原 始调制信号，而不是采用窄带通滤波器，其优点 是通电后仪表可立即进行测试。 （5） 示波管显示单元 由两部分组成，一是包括 聚焦、亮度、水平位移及水平相位调整；二是测 量项目选择部分。
谢谢大家
LOREM IPSUM DOLOR
（ 6 ） 基带频率达 12.4MHz ，适应 2800 路以下测 试； （7） 在发信机内有一基带信号加扫描信号，幅 度
可达30Vp-p； （8）内装有调幅器，可测量调幅-调相转 换系数； （9）采用锁相环，不需加热，开机就可 以测试群时延； （10）有存储装置，可以提高测试精度， 并可记录测试数据； 该分析仪由发信机和接收机两部分组成， 如图所示，其中发信机由基带（ABC）振 荡器单元和中频（IF）扫频振荡器单元 构成；接收机由基带接收单元、中频接
收单元及示波管显示单元构成，下面简介各部分 的作用原理。 ME525的基本构成图
（1）基带振荡器 基带振荡器单元提供三种测试信 号：一是扫描信号，包括50Hz电源扫描信号、 18Hz扫描信号及外扫描信号；二是基带信号或微 分信号；三是扫描信号和基带信号的合成信号。 这三种测试信号供仪器内部作扫频振荡器的扫描 信号和调制信号用，以及在面板上输出供测试调 制器时使用。 （2） 中频扫频振荡器 中频扫频电压由调频振荡 器和扫频振荡器差拍构成。其中，调频振荡器输 出的是被基带频率调制了的高频信号。所以通过 差拍产生的70MHz±35MHz（或140MHz±35MHz）信 号，应为被基带信号调频了的宽带扫频信号。 （3） 中频接收单元 ① 跟踪式自动频率控制电路 它的作用相当 于一个标准鉴频器，从扫频信号中将微分信号解
系数以及电平等，它的主要工作特点有： （1） 扫频带宽达0∽±35MHz； （ 2 ） 中频有 70MHz 和 140MHz 两种，用转换开关 控制；
（3） 动态范围宽；
（ 4 ） 频标读数方便，有 1MHz 、 5MHz 、 10MHz 频 标，频标可以在被测曲线上或在基线上显示；
（5） 双踪同时显示；
输线；
② 完成微波信号和功率的分配、控制和滤波等功能的 装置，如隔离器、耦合器、功率分配器、滤波器、衰减器 等，这些装置并没有进行微波能量与其他能量（如直流） 的转换，所以常称为微波元件或微波无源器件。
③ 产生、放大、变换微波信号和功率的装置，如振荡
器、放大器、变频器等，这些装置一般要将微波能量与其 他能量进行转换，所以常称为微波有源器件。
e j 1 P 0 0
0
0 0 j n e
S=PSP 传输参数的性质：可逆的网络有T11T22T12T21=1，对称的网络有T12=-T21，无耗的网 络有T11=T*22、T12=T*21。
3、微波系统的应用举例 3.1 EPR波谱仪 观察电子顺磁共振现象的仪器称为电子顺磁共振 （electron paramagnetic resonance，EPR）波 谱仪，又称为电子自旋共振（electron spin resonance，ESR)波谱仪。 电子顺磁共振发生的条件为 hv=gβ H 式中，h为普朗克常数，g是样品的波普分裂因子， 对某个样品而言，它是常数，β 为电子的玻尔磁 子，也是常数。式中仅有微波频率v和磁场强度H 是两个可调节的量，由此产生两种不同类型的扫 描方式：一种是固定频率，改变磁场强度搜索共 振点的扫描方式，称为扫场式波普仪；另一种是 固定磁场强度，扫描频率搜索共振点的扫描方式，
U 2 0
表示 T2 面开路时，端口 2 到端口1的转移阻抗
Biblioteka Baidu
I2 0
2 表示 T 面开路时，端口 到端口 1 的转移导 2
I1 A22 I2
U 2 0
表示 T2面开路时，端口 2到端口1的电流转移系数
可逆的网络有A11A22A12A21=1，对称的网络有A11=A22， 无耗的网络有Aij为纯虚数、Ali为实数。级联网络 的转移参数有A=A1A2„An。 散射参数 S nm
称为扫频式波谱仪。从原理上来讲，磁场强度和 频率可以在很宽的范围内变化以满足共振条件 的要求。但是从技术的可行性考虑，电子顺磁 共振波谱仪常常采用扫场的工作方式，并且工 作在下表所列的典型波段、频率及对应的共振 磁场强度下。
EPR波谱仪实物：
X波段EPR波谱仪原理方框图
EPR信号产生过程： 由微波源产生的微波能量经过微波桥系统进入谐 振腔。谐振腔放在电磁铁的空隙中间，被测样 品放在腔内，调节磁场强度直至满足共振条件。 这时样品吸收微波能量，从谐振腔反射出来的 微波功率发生了变化，本来调节平衡的微波桥 路失去平衡，通过检波器可以检测出一个共振 跃迁吸收信号。再经放大器放大之后在示波器 上或记录仪上显示出来，这就是EPR信号，该信 号是微波功率对磁场强度的函数曲线。 其中微波系统提供自旋系统发生能级跃迁所需要 的辐射能量并采集谐振腔反射的信号；磁场系 统使自旋系统发生能级分裂，并配有快、慢
微波系统的主要性能和参数
主讲人：高官胜
成员：田中原 蔡秋月 汪杨茗 宋好亮 张亚军
1、微波系统的定义及组成
2、微波系统主要的网络参数及其性
质
3、微波系统的应用举例
1、微波系统的定义及组成

1.1 微波系统的定义 1.2 微波系统的组成

1.1 微波系统的定义
微波系统是指由微波传输线和微波元器
图1.1-1就是一个典型的微波通信系统的组成框
图。
2、微波系统主要的网络参数及其性质 i j为端口 i的输入阻抗 阻抗参数 Z U i ij I 0 I j j i j为端口 i到端口 j的转移阻抗 可逆的网络有Z12=Z21，对称的网络有Z11=Z22，无耗 的网络有Zij为纯虚数 i j为端口 i的输入导纳 导纳参数 Y I i
调出来。此标准鉴频器引进的群时延、线性失真 均很小，工作正常时面板上的自动频率控制指 示灯发亮。 ② 幅频特性检波回路 它的作用是检出从被测 设备输出的70MHz（或140MHz）扫频信号幅度的 包络曲线，以观察被测设备的“幅度-频率”特 性。 ③ 测回波损耗电路 它由两部分构成：一是 “反射桥”，二是外差测试电路，反射桥是由 三个75Ω 标准电阻与被测部件构成的平衡桥路， 被测部件通过面板的端口接入，出于桥体本身 不能做到完全平衡，所以回波损耗的测试范围 被限制在50dB以下。 ④ 频标形成电路 它的中心频标为70MHz（或 140MHz），另外还有1MHz、5MHz、10MHz的梳
ij
U
U j 0
j
i j为端口 i到端口 j的转移导纳
可逆的网络有Y12=Y21，对称的网络有Y11=Y22，无耗 的网络有Yij为纯虚数 转移参数:
U1 A11 U2
I 2 0
表示 T2 面开路时，端口 2 到端口 1的电压转移系数
U1 A12 I2 I 1 A 21 U 2
扫描装置以搜索共振信号；样品谐振腔系统是储 存微波能量，也是放置样品和样品发生共振吸 收的场所。 至今波谱仪已经发展了三代：电子管、晶体管和 计算机控制波谱仪。
3.2 微波系统分析仪（ME525型微波系统分析仪） 微波系统分析仪是一种综合性测试仪器，测试项 目较多，把各单项测试所需要的电路组合在一 起，组成一个整机，电路比较复杂、繁多。一 般微波系统分析仪有以下几个部分,即显示单 元、中频接收单元、基带接收单元、基带振荡 器、中频扫频振荡器、上、下变频器等，各单
元之间由电缆连接。每个单元又由许多 基本电路组成，在测试某一项目时，由 选择开关控制。
ME525型微波系统分析仪能测量和分析 70MHz和140MHz中频系统的各种主要性 能，其中有：群时延特性、调制器和解 调器的微分特性、微分相位特性、中频 调频特性、中频和基带的回波损耗、频 偏、调幅-调相转换系数、中频的限幅
件组成的系统，其作用是产生 、转换和传
输微波信号和功率。这里，微波传输线在
广义上定义为能够无反射地传输电磁波的
结构，所以它包含了各种各样的传输线， 如双导线、同轴线、金属波导、微带线等。
1.2 微波系统的组成
微波系统的组成从功能上划分为如下三个部分：
① 无反射地传输微波信号和功率的装置，称为微波传