哈工大 微波技术实验报告

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

微波技术

实验报告

院系：电子与信息工程学院班级：

姓名：

学号：

同组成员：

指导老师：

实验时间：2014年12月18日

哈尔滨工业大学

目录

实验一短路线、开路线、匹配负载S参量的测量------------------------------3 实验二定向耦合器特性的测量------------------------------------------------------6 实验三功率衰减器特性的测量-----------------------------------------------------11 实验四功率分配器特性的测量-----------------------------------------------------14 附录一RF2000操作指南-------------------------------------------------------------19 附录二射频电路基本常用单位------------------------------------------------------23 实验总结------------------------------------------------------------------------------------24

实验一 短路线、开路线、匹配负载S 参量的测量

一、实验目的

1、通过对短路线、开路线的S 参量S11的测量，了解传输线开路、短路的特性。

2、通过对匹配负载的S 参量S11及S21的测量，了解微带线的特性。

二、实验原理

S 参量

网络参量有多种，如阻抗参量[Z]，导纳参量[Y]，散射参量[S]等。微波频段

通常采用[S]参量，因为它不仅容易测量，而且通过计算可以转换成其他参量，

例如[Y]、[Z]

图1-1

一个二端口微波元件用二端口网络来表示，如图1-1所示。图中，a1,a2分

别为网络端口“１”和端口“２”的向内的入射波；ｂ1，ｂ2分别为端口“１”和端口

“2”向外的反射波。对于线性网络，可用线性代数方程表示：

b1=S11a1+S12a2

b2=S21a1+S22a2 (1-1)

写成矩阵形式：

⎥⎥

⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢

⎢⎣⎡a a S S S S b b 212212211121 (1-2) 式中S11，S12，S21，S22组成[S]参量，它们的物理意义分别为

S11=11

a b 02=a “2”端口外接匹配负载时，

“1”端口的反射系数

S21=12

a b 02=a “2”端口外接匹配负载时，

“1”端口至“2”端口的传输系数

S12=21

a b 01=a “1”端口外接匹配负载时，

“2”端口至“1”端口的传输系数

S22=22a b 01=a “2”端口外接匹配负载时，

“1”端口的反射系数

对于多端口网络，[S]参量可按上述方法同样定义，对于互易二端口网络，

S12=S21,则仅有三个独立参量。

三、实验仪器及装置图

1模组编号：RF2KM1-1A (OPTN/SHORT/THRU CAL KIT) 2模组内容：

代号 名称 说明 适用频率范围 主要特性

MOD-1A OPEN 开路传输线 50-500MHz Return Loss ≥-1db

MOD-1B SHORT 短路传输线 50-500MHz Return Loss ≥-1db

MOD-1C THRU 50Ω微带线 50-500MHz Return Loss ≥-15db Insertion Loss ≥-0.5db

3 RF2000测量主机：一台

4 PC 机一台，BNC 连接线若干

四、实验内容及步骤

（一）开路线（MOD-1A ）的S11测量

（1）将RF2000与PC机通过RS232连接，接好RF2000电源，开机。启动SCOPE2000软件，软件界面如图所示。

（2）将模块RF2KM1-1A的开路端口，即P1端口，与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端口通过连接线连在一起。模块接好以后，在RF2000主机的面板上找到“BAND”键，按“BAND”把频段选到299-540MHz的频段（BAND 3 频率范围为300-500MHz），按REM键进行连接，当RF2000的LCD画面第一行显示为“SWEEP MHz”，第二行显示为“---db 299-540”时，此时软件界面显示的为开路状态下300MHz-500MHz时的S11曲线图（如果此时软件界面显示的为S21曲线图，可通过软件界面下方的S11/S21按键进行选择）软件显示如图：

（3）在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S11的dB值，并在坐标纸上利用所取的点大致画出S11曲线图（在软件界面用鼠标左键单击即可完成取点）。

（二）短路线（MOD-1B）的S11测量

（1）将RF2KM1-1A模块的短路端口，即P2通过BNC连接线与RF2000的SWEEP/CW1 OUT端子相连，频率的频段选择不变。

（2）此时软件界面显示的为短路状态下300MHz-500MHz时S11的曲线图同样，若此时软件显示为S21,可通过S11/S21进行选择。

（3）在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S11的dB值，并在坐标纸上利用所取的点大致画出S11曲线图（在软件界面用鼠标左键单击即可完成取点）。

（三）匹配负载（MOD-1C）的S11及S22的测量