实验报告-传输线基本概念实验

传输线基本概念实验

当频率高到射频以后，电路元器件的性能发生了变化。甚至于一段线也要用传输线公式来表示，比如说λ/ 4线末端短路时始端等于开路，而末端开路时始端等于短路。这种概念一开始是很难接受的，但是有了PNA362X就可以进行实验验证了。

一实验目的

通过无耗短线的输入阻抗测试，加深对传输线公式与史密斯圆图的理解。

二仪器准备

PNA3620～3623的任一款及其成套附件，另加配保护接头一只。

仪器开机时所显示的主菜单第一项应为《频域》，若为《时域》，则按〖↓〗键使光标移到《时域》下，然后按〖→〗键选择想要的《频域》。

• •⑴• 扫频方案设置

••••1.选最小频距，

按〖↓〗键使光标移到《频域》旁边的数值下，按〖→〗在两种最小频距间作出选择（0.1MHz或0.025MHz,通常选0.1 MHz，有特殊要求时才用0.025MHz）；

2.BF=30MHz,

按〖↓〗键, 使光标移到《BF》下面, 可按〖→〗〖←〗键对始频进行改动到所需数值为止, 仪器最低频与型号有关；

3.⊿F =30MHz,

按〖↓〗键, 使光标移到《⊿F》下面, 按〖→〗〖←〗键可对频距进行改动, 时域中⊿F不受控；

4.EF =1590MHz。

按〖↓〗键, 使光标移到《EF》下面, 按〖→〗〖←〗键可改变终止频率, 改EF时, 点数N随着变动, 点数N最小为1, 最大为81; EF = BF+(N - 1)⊿F。

注：一次性扫频方案可在主菜单下设置，若常用并需要保留的扫频方案，应按菜单键在扫频方案菜单下设置，应用时选定即可。 M：模式分为《常规》和《精

测》，应选《常规》,《精测》太费时间。

⑵连接

1.按上图连接, 此时电桥测试端口应接上保护接头，保护接头末端开路作为新的测试端口（注）；

••• 2.在主菜单下按〖↓〗键将光标移到《测:A B》下, 按〖→〗或〖←〗键使A下空白,B下为《回损》。

双通道仪器，A口与B口可以互换，连接应与选择相符。单通道机只有A口，所有测试皆由A口完成。

此时屏幕显示如下：

频域0.1

BF：0030.0 MHz

⊿F: 0030.0 MHz

EF: 1590.0 MHz

N: 053

M：常规

测：A B

回损

•＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

校：开路

⑶开路校正

按〖↓〗键或〖复位〗键使光标停在《校: 开路》下，再按〖执行〗键, 此时显示器右下角频率在变动, 直到出现《校: 短路》字样。

⑷短路校正

• 在电桥新的测试端口接上短路器，然后按〖执行〗键; 画面转成阻抗圆图, 光标在R=0点闪动, 拔掉短路器光标在R=∞点闪动；

••• 接上待测负载, 即可用圆图看变化趋势。

注：为保护电桥测试端口，在实验测试中，务必在电桥测试端口接上保护接头，从而将保护接头的接口作为新的测试端口。若担心保护接头影响测试精度，可在保护接头口进行开路校正与短路校正，要求高时加做校零校正。

三测试步骤

1．开路线的输入阻抗测试

在电桥新的测试端口上，再接上一只保护接头（即一段开路同轴线）；

屏幕上会出现上图曲线，具体数值见闪点参数, 不同频点的数据，可用按〖→〗或〖←〗键来得到；

记下6个表中频点的电抗值（jX），不管电阻值（R）；

保护接头的电长度为48毫米，用来进行计算，只计

为输入阻抗，β（相移常数）为 360°/λ(波长)，l 算记下的几个点。式中Z

in

为保护接头长度。注意：波长与保护接头长度(线长)的单位要相同；

λ= 300(m)/f(MHz)=300(mm) /f(GHz)。

你会注意到在1560MHz这一点的输入阻抗很小，这就证明了λ/4的开路线的输入阻抗确实相当于短路。

2．短路线的输入阻抗测试

在后一个保护接头末端接上短路器；

屏幕上会出现上图曲线；

记下6个表中的频点的电抗值（jX），不管电阻值（R）；

保护接头的电长度为48毫米，用来进行计算，只计算记下的几个点；

你会注意到在1560MHz这一点的输入阻抗很大，这就证明了λ/4的短路线的输入阻抗确实相当于开路。

3．传输线的输入阻抗与负载阻抗的关系

拔下后来接上的保护接头，接上匹配负载，按菜单键选《校零》并执行之。再按菜单键选《矢量》并执行之；

拔下匹配负载，接上失配负载，记下1560MHz频点的阻抗数值；lZ

拔下失配负载，串接另一个保护接头后接上失配负载，记下1560MHz频点的阻抗数值；inZ

用圆图或公式计算失配负载经保护接头后的输入阻抗，比较之。

附公式如下：

四实验报告

1.开路线的输入阻抗测试

2. 短路线的输入阻抗测试

3. 传输线的输入阻抗与负载阻抗的关系

负载阻抗Z l实测值:

输入阻抗Z in计算值:

输入阻抗Z in实测值:

注意：由于保护接头这段线在1560MHz时约λ/4，因此两次实验的归一值（即阻抗值／50）应互为倒数,或者两者相乘开方后的阻抗应在50Ω左右。由于保护接头这段线并不理想，因此，实测值与计算值是会有误差的，在射频实验中误差不大于10%可认为是正常的。