北邮-微波测量实验报告
北邮微波技术实验报告
![北邮微波技术实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/daa6a4e41b37f111f18583d049649b6649d70979.png)
一、实验目的1. 理解微波技术的基本原理,掌握微波的基本特性。
2. 学习微波元件和器件的基本功能及使用方法。
3. 通过实验操作,验证微波技术在实际应用中的效果。
二、实验原理微波技术是利用频率在300MHz至300GHz之间的电磁波进行信息传输、处理和接收的技术。
本实验主要涉及微波的基本特性、微波元件和器件的应用以及微波电路的搭建。
三、实验仪器与设备1. 微波暗室2. 微波信号源3. 微波功率计4. 微波定向耦合器5. 微波移相器6. 微波衰减器7. 微波测量线8. 信号分析仪9. 示波器四、实验内容1. 微波基本特性实验(1)测量微波传播速度:通过测量微波信号在实验装置中的传播时间,计算微波在空气中的传播速度。
(2)测量微波衰减:利用微波信号源和功率计,测量微波在传输过程中不同位置的衰减值。
(3)测量微波反射系数:通过测量微波信号在实验装置中的反射强度,计算微波的反射系数。
2. 微波元件和器件应用实验(1)微波移相器:通过调整移相器的相位,观察微波信号在输出端的变化。
(2)微波衰减器:通过调整衰减器的衰减量,观察微波信号在输出端的变化。
(3)微波定向耦合器:通过观察微波信号在定向耦合器两端的输出,验证其功能。
3. 微波电路搭建实验(1)搭建微波滤波器:利用微波元件和器件,搭建一个微波滤波器,并测试其性能。
(2)搭建微波天线:利用微波元件和器件,搭建一个微波天线,并测试其增益。
五、实验步骤1. 微波基本特性实验(1)连接实验装置,确保连接正确。
(2)开启微波信号源,设置合适的频率和功率。
(3)测量微波传播速度、衰减和反射系数。
2. 微波元件和器件应用实验(1)连接微波移相器、衰减器和定向耦合器。
(2)调整移相器、衰减器和定向耦合器的参数,观察微波信号在输出端的变化。
3. 微波电路搭建实验(1)根据设计要求,搭建微波滤波器和天线。
(2)测试微波滤波器和天线的性能。
六、实验结果与分析1. 微波基本特性实验(1)微波传播速度:根据实验数据,计算微波在空气中的传播速度,并与理论值进行比较。
微波实验总结
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篇一:北邮电磁场与微波测量实验总结电磁场与微波测量实验总结学院:电子工程学院班级: 2011211204学号: 2011210986姓名:一、对实验的建议做完最后一次试验后,我们八周的电磁场与微波实验也结束了,在实验中我们收获了很多知识与经验,同时也发现了实验的一些不足之处。
以下是我对部分实验的看法。
实验中,我们很多次发现许多器件不足,需要各个组之间相互借用,有时还需要等到其他组做完才能继续实验。
这不利于同学们完成实验,而且对于实验室的器材维护也会产生不利的影响。
建议实验室以后加强对于实验器材的管理与维护,同时也加强同学们对实验器材的重视和爱护,共同努力,创造一个更好的实验环境。
2) 课程安排不太合理微波测量是上学期学的,大家还有比较深刻的印象,对实验原理理解的比较快,实验进行得也比较顺利。
但电磁场是大二学的,已经基本都遗忘了,预习起来比较吃力,理解得也要慢一些。
3)实验互相干扰太严重由于实验室较小,各组之间的干扰比较严重,几乎每次写实验误差分析的时候都要写上这一点。
其实可以通过合理安排小组进行实验的时间或者扩大实验场地。
二、提出新的实验用微波分光仪测量玻璃厚度1) 实验目的深入理解电磁波的反射、折射和叠加2) 实验设备s426型分光仪的改进设备3) 实验原理发射波在玻璃表面反射一次,透过玻璃后经反射板反射一次。
当两次反射博得路径相差波长的整数倍的时候,接受喇叭收到的信号最强。
设玻璃厚度为x,可以动板与玻璃距离为d,θ1和θ2分别为入射角和折射角,v1和v2分别为空气中速度和玻璃中速度。
其中θ2可由计算得出,λ、d、θ1均可以测量得到。
为减小实验误差可选取多个入射角进行测量。
玻璃的折射率可参考以下数据。
4) 实验步骤1、将反射板紧贴玻璃,记下此时刻度d1;2、移动反射板,观察接收信号,当信号出现一次最大值时记下此时刻度d2;3、继续移动发射板,再次出现最大值时记下刻度d3;4、更换入射角度,重复以上步骤。
微波技术实验报告北邮
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微波技术实验报告北邮一、实验目的本实验旨在使学生熟悉微波技术的基本理论,掌握微波器件的测量方法,并通过实际操作加深对微波信号传输、调制和解调等过程的理解。
通过实验,学生能够培养分析问题和解决问题的能力,为将来在微波通信领域的工作打下坚实的基础。
二、实验原理微波技术是利用波长在1毫米至1米之间的电磁波进行信息传输的技术。
微波具有较高的频率和较短的波长,因此能够实现高速数据传输。
在实验中,我们主要研究微波信号的产生、传输、调制和解调等基本过程。
三、实验设备1. 微波信号发生器:用于产生稳定的微波信号。
2. 微波传输线:用于传输微波信号。
3. 微波调制器:用于对微波信号进行调制,实现信号的传输。
4. 微波解调器:用于将调制后的信号还原为原始信号。
5. 微波测量仪器:包括功率计、频率计等,用于测量微波信号的参数。
四、实验内容1. 微波信号的产生与测量:通过微波信号发生器产生微波信号,并使用频率计测量信号的频率。
2. 微波信号的传输:利用微波传输线将信号从一个点传输到另一个点,并观察信号的衰减情况。
3. 微波信号的调制与解调:使用调制器对微波信号进行调制,然后通过解调器将调制后的信号还原。
4. 微波信号的传输特性分析:分析不同条件下微波信号的传输特性,如衰减、反射、折射等。
五、实验步骤1. 打开微波信号发生器,设置合适的频率和功率。
2. 将微波信号发生器的输出端连接到微波传输线的输入端。
3. 测量传输线上的信号强度,并记录数据。
4. 将调制器连接到传输线的输出端,对信号进行调制。
5. 将调制后的信号通过解调器还原,并测量解调后的信号参数。
6. 分析信号在不同传输条件下的特性,如衰减系数、反射率等。
六、实验结果通过本次实验,我们成功地产生了稳定的微波信号,并测量了其频率和功率。
在传输过程中,我们观察到了信号的衰减现象,并记录了不同传输条件下的信号强度。
通过调制和解调过程,我们验证了微波信号的可调制性和可解调性。
北邮微波测量实验+实验总结-(天线与电波传播)
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电磁场与微波测量实验实验报告实验名称:班级:姓名:学号:学院:北京邮电大学实验七.天线与电波传播一、 实验目的(1)掌握微波信号发生器及测量放大器的使用方法。
(2)了解水平面接收天线方向性的测量方法。
二、 实验仪器标准信号发生器、选频放大器、喇叭天线、波导调配器、可变衰减器、波导元件。
三、 实验原理及步骤对于辐射波传输方式,最重要的是测试其辐射场幅值分布的方向性,其表征量是天线方向函数及方向图。
1.系统组成图1-1 系统组成原理框图2.喇叭天线工程上常用的喇叭天线是角锥喇叭,原因是其匹配较好而效率接近100%(G ≈D )。
但是由于其口径场的幅值、相位不是均匀分布,虽然其辐射主向仍是口径面法线方向(波导轴线方向),但是主瓣宽度、方向系数的计算很复杂。
可用以下公式进行估算:E 面(yoz 面)主瓣宽度bE λθ5325.0= (1-1)H 面(xoz 面)主瓣宽度15.0802a H λθ= (1-2)方向系数(最佳尺寸的角锥喇叭)211451.0λπb a D = (1-3)图1-2是角锥喇叭的三维标高方向图。
具体参数喇叭口径1a =5.5λ,1b =2.75λ;波导口径a=0.5λ,b=0.25λ;虚顶点至口径面距离ρ=2ρ=6λ。
1 Array图1-2 角锥喇叭的三维标高方向图图1-3为本实验所用喇叭天线示意图:图1-3 实验所用喇叭天线3.测水平面接收天线方向性图1-1为测量喇叭天线方向性的系统组成情况。
测量时改变接收喇叭天线的方位角,可测出喇叭天线水平面的方向性(按接收到信号的强弱)。
严格的测量应在微波暗室中进行,这样可以消除反射波影响。
但在微波段,因其传播方向性较强,而且房屋墙壁吸收较强,地面影响也可略去,因而这样在普通实验室内测量偏差也不很大。
测天线方向图应有专用天线转台,它有精确的角度(水平面方位角,垂直面俯仰角)刻度指示。
本实验主要测水平面即方位方向性。
四、实验内容及数据处理(1)微波天线方向图测试报告旁瓣宽度-3.0db : 26.33 -6.0db : 39.82 -10.0db : 54.30 -15.0db : 225.13五、心得体会本实验即天线与电波传播实验由老师演示,我们只需了解其原理并会分析其数据即可。
北邮微波实验报告
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北邮微波实验报告北邮微波实验报告引言:微波技术是现代通信领域的重要组成部分,其在无线通信、雷达探测、卫星通信等方面发挥着重要作用。
本次实验旨在通过对微波的实际操作,深入了解微波的特性和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是:1. 了解微波的基本特性和传输原理;2. 掌握微波实验仪器的使用方法;3. 学习微波的传输线特性及其在微波系统中的应用。
二、实验原理微波是指频率在300MHz至300GHz之间的电磁波,具有较高的频率和较短的波长。
微波的传输线主要包括同轴电缆和微带线两种,其特性阻抗和传输损耗与频率、材料和结构参数有关。
三、实验步骤1. 实验仪器准备:将微波发生器、功率计、频谱分析仪等仪器连接好,确保仪器间的连接正确可靠。
2. 测量微波信号的功率:使用功率计对微波信号的功率进行测量,记录下测量结果。
3. 测量微波信号的频谱:使用频谱分析仪对微波信号的频谱进行测量,观察并记录下频谱特性。
4. 测量微波传输线的特性阻抗:将微波传输线连接好,通过测量反射系数和传输系数等参数,计算出传输线的特性阻抗。
5. 测量微波传输线的传输损耗:通过测量微波信号在传输线中的衰减量,计算出传输线的传输损耗。
6. 分析实验结果:根据实验数据,分析微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等。
四、实验结果与分析通过实验测量,我们得到了微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等数据。
根据实验结果可以得出以下结论:1. 微波信号的功率与输入功率之间存在一定的关系,可以通过功率计进行测量和调整。
2. 微波信号的频谱特性与信号的频率和幅度有关,可以通过频谱分析仪进行测量和分析。
3. 微波传输线的特性阻抗与线路结构和材料参数有关,可以通过测量反射系数和传输系数等参数进行计算。
4. 微波传输线的传输损耗与线路长度和材料损耗有关,可以通过测量微波信号在传输线中的衰减量进行计算。
五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了微波的特性和应用,并掌握了微波实验仪器的使用方法。
北邮实验报告微波
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北邮实验报告微波引言微波是一种电磁波,其波长介于红外线和无线电波之间,频率范围在0.3GHz到300GHz之间。
在通信、雷达、烹饪和科学研究等领域中都有广泛的应用。
在本次北邮实验中,我们将对微波进行详细的实验研究,包括微波的产生、传播和接收等方面。
实验目的本次实验的目的是通过实际操作,深入了解微波的特性和应用,掌握微波的基本原理和实验技巧。
实验步骤1. 微波的产生在实验室中,我们使用了一台微波产生器作为实验的起点。
首先,将微波产生器连接到电源上,调节频率和功率到所需的数值。
然后,将微波产生器的输出端连接到实验室的微波传输线上。
2. 微波的传播在传输线的一端,将一根微波天线连接到传输线上。
通过在传输线上调整微波的传播路径、角度和长度,我们可以实现微波的传输和转换。
在传播过程中,我们还观察了微波的反射和折射现象。
3. 微波的接收在传播线的另一端,将一个微波接收器连接到传输线上,以接收并测量传输线上的微波信号。
在接收过程中,我们还研究了微波信号的幅度、频率和相位等特性。
4. 微波的应用在实验的最后阶段,我们探索了微波在通信和雷达系统中的应用。
通过调整频率和功率,我们成功地传输了一个数字信号,并利用雷达系统测量了一个静止目标的距离和速度。
实验结果通过本次实验,我们获得了如下的实验结果:1. 微波产生器的频率和功率对微波的传播和接收都具有重要影响。
调节频率和功率可以改变微波信号的强度和特性。
2. 微波在传输线上的传播路径、角度和长度都会对微波信号的幅度、相位和频率产生影响。
合理地设计和构造传输线可以提高微波的传输效率和保真度。
3. 微波信号的接收和测量需要高灵敏度和高精度的微波接收器和测量仪器。
合理调节接收器的参数可以获得准确的微波信号值。
4. 微波在通信和雷达系统中具有重要的应用。
利用微波技术,可以实现远距离的无线通信和精确测量目标的位置和速度。
结论通过本次实验,我们全面了解了微波的特性和应用。
微波是一种重要的电磁波,具有很多优良特性,如高速传输、高精度测量和无线通信等。
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长
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北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:北京邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验报告实验内容:微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量波导波长的测量学院:电子工程学院班级:2010211203班组员:崔宇鹏张俊鹏章翀2013年5月9日实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量一、实验目的(1) 学习微波的基本知识;(2) 了解微波在波导中传播的特点,掌握微波基本测量技术;(3) 学习用微波作为观测手段来研究物理现象。
二、实验仪器1.微波信号源微波信号源由振荡器、可变衰减器、调制器、驱动电路、及电源电路组成。
该信号源可在等幅波、窄带扫频、内方波调制方式下工作,并具有外调制功能。
在教学方式下,可实时显示体效应管的工作电压和电流的关系。
仪器输出功率不大,以数字形式直接显示工作频率,性能稳定可靠。
2.隔离器位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收,经过适当调节,可使其对微波具有单方向传播的特性,隔离器常用于振荡器与负载之间,起隔离和单向传输的作用。
3.衰减器把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边,纵向插入波导管即成,用以部分衰减传输功率,沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。
衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用。
4.波长计电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中,当频率计的腔体失谐时,腔里的电磁场极为微弱,此时,它基本不影响波导中波的传输。
当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时,发生谐振,反映到波导中的阻抗发生剧烈变化,相应地,通过波导中的电磁波信号强度将减弱,输出幅度将出现明显的跌落,从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度,通过查表可得知输入微波谐振频率。
5.测量线测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。
北邮电磁场实验三微波驻波比的测量
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北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验三微波驻波比的测量学院:电子工程学院班级: 2011211207组员:邹夫、李贝贝、马睿执笔:李贝贝目录1.实验内容 11.1实验目的 11.2实验设备 12.实验原理 13.实验内容及数据处理 33.1直接法测量驻波系数 33.1.1实验框图 33.1.2实验步骤 33.1.3实验数据 33.2等指示度法测量驻波系数 43.2.1实验框图 43.2.2实验步骤 43.2.3实验数据 44.思考题 55.实验心得与体会 61. 实验内容1.1实验目的1、了解波导测量系统,熟悉基本微波元件的作用。
2、掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
3、掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
1.2实验设备1.DH1121C型微波信号源2.DH364A00型3cm测量线2.实验原理1、直接法直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强,从而求得驻波系数的方法称为直接法。
若驻波腹点和节点处电表读数分别为Umax、Umin,则电压驻波系数当驻波系数1.55时直接可读出Umax、Umin即可。
当电压驻波系数在1.051.5时,驻波的最大值和最小值相差不大,且不尖锐,不易测准,为了提高测量准确度,可移动探针到几个波节和波腹记录数据,然后取平均值。
2、等指示度法:当被测器件的驻波系数大于10时,由于驻波最大与最小处的电压相差很大,若在驻波最小点处使晶体输出的指示电表上得到明显的偏转,那么在驻波最大点时由于电压较大,往往使晶体的检波特性偏离平方律,这样用直接法测量就会引入很大的误差。
等指示度法是通过测量驻波图形在最小点附近场强的分布规律,从而计算出驻波系数,如图五所示。
若最小点处的电表指示为Z,在最小点两边取等指示点,两等指示度点之间的距离为W,有,设晶体检波律为n,由驻波场的分布公式可以推出: (1)通常取K=2(二倍最小法),且设n=2,有 (2)WD图五等指示度法波节点附近场分布当ρ>10时,上式可简化为 (3)这种方法取k=2时进行测量,所以也称为“二倍最小值”法,或3分贝方法。
北邮电磁波与微波测量第五次
![北邮电磁波与微波测量第五次](https://img.taocdn.com/s3/m/bd4ea0ac71fe910ef12df851.png)
北邮电磁波与微波测量第五次————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:北京邮电大学电磁波与微波测量第五次实验报告学院:电子工程学院班级:姓名:学号:实验三微波驻波比的测量由于微波的波长很短,传输线上的电压、电流既是时间的函数,又是位置的函数,使得电磁场的能量分布于整个微波电路而形成“分布参数”,导致微波的传输与普通无线电波完全不同。
微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量,这也是和低频电路不同的。
电压驻波系数的大小往往是衡量一个微波元件性能优劣的主要指标。
驻波测量也是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量不仅可以直接得知驻波系数值,而且还可以间接求得衰减器、相移量、谐振腔品质因数,介电常数。
一、实验目的(1)了解波导测量系统,熟悉基本微波元件的作用。
(2)掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
(3)掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
二、实验原理驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q值等其他参量。
在传输线中若存在驻波,将使能量不能有效地传给负载,因而增加损耗。
在大功率情况下,由于驻波存在可能发生击穿现象。
此外,驻波存在还会影响微波信号发生器输出功率和频率的稳定度。
因此,驻波测量非常重要。
电压驻波比测量驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q值等其他参量。
在测量时,通常测量电压驻波系数,即波导中电场最大值和最小值之比,即测量驻波比的方法与仪器种类很多,有直接法,等指示度法,功率衰减法等。
本实验着重熟悉用驻波测量线来测驻波系数的几种方法。
(1)直接法直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强,从而求得驻波系数的方法称为直接法。
若驻波腹点和节点处电表读数分别为Umax,Umin则电压驻波系数ρ:当驻波系数1.5<ρ<5时直接读出,即可。
北邮_电磁场电磁波_实验一微波测量系统的使用
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北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告学院:电子工程学院班级:组员:实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量一、实验目的:(1)学习微波的基本知识;(2)了解微波在波导中传播的特点,掌握微波基本测量技术;(3)学习用微波作为观测手段来研究物理现象。
二、实验原理:本实验接触到的基本仪器室驻波测量线系统,用于驻波中电磁场分布情况的测量。
该系统由以下九个部分组成:1.波导测量线装置2.晶体检波器微波测量中,为指示波导(或同轴线)中电磁场强度的大小,是将它经过晶体二极管检波变成低频信号或直流电流,用直流电流表的电流I来读数的。
3.波导管本实验所使用的波导管型号为BJ-100。
4.隔离器位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收,经过适当调节,可使其对微波具有单方向传播的特性,隔离器常用于振荡器与负载之间,起隔离和单向传输的作用。
5.衰减器把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边,纵向插入波导管即成,用以部分衰减传输功率,沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。
衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用。
6.谐振式频率计(波长表)电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中,当频率计的腔体失谐时,腔里的电磁场极为微弱,此时,它基本不影响波导中波的传输。
当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时,发生谐振,反映到波导中的阻抗发生剧烈变化,相应地,通过波导中的电磁波信号强度将减弱,输出幅度将出现明显的跌落,从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度,通过查表可得知输入微波谐振频率。
7.匹配负载波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料,它几乎能全部吸收入射功率。
8.环形器它是使微波能量按一定顺序传输的铁氧体器件。
主要结构为波导Y型接头,在接头中心放一铁氧体圆柱(或三角形铁氧体块),在接头外面有“U”形永磁铁,它提供恒定磁场H0。
9.单螺调配器插入矩形波导中的一个深度可以调节的螺钉,并沿着矩形波导宽壁中心的无辐射缝作纵向移动,通过调节探针的位置使负载与传输线达到匹配状态。
北邮电磁场与微波测量实验六用谐振腔微扰法测量介电常数报告
![北邮电磁场与微波测量实验六用谐振腔微扰法测量介电常数报告](https://img.taocdn.com/s3/m/d98976af0029bd64783e2c6d.png)
4.将检波晶体的输出接到电流表上,用电流表测量微波的大小,在计算的谐振频率附近微调微波频率,使谐振腔共振,用直读频率计测量共振频率。
5.测量空腔的有载品质因数,注意: f1, f2与f0的差别很小,约0.003GHz。
6.加载样品,重新寻找其谐振频率,测量其品质因数。
由样品半径0.7mm,高10.16mm 可得
Vs=15.632mm3
将以上式子联立得介质棒的介电常数:
=2.112+j0.052
介电损耗角正切:
=-0.025
六、误差分析
实验中可能存在仪器仪表误差,人为误差以及各组互相影响造成的误差等。测量频率时我们采用的是查表法,通过读取波长计读数查表对应频率误差要更大一些。同时,半功率点位置不够精准也会有误差。
七、实验总结
此次实验主要是了解谐振腔的知识并学习用谐振腔微扰法测量介质特性的原理与方法。这个方法原理简单,操作也容易实现,总的来说,此次实验比较顺利,需要测量的数据也比较少,通过小组同学的合作,我们很快就完成了。
7.测量介质棒及谐振腔的体积。
8.计算介质棒的介电常数和介电损耗角正切。
五、实验数据(白色介质棒)
项目
f0
f1
f2
QL
插入介质棒前
9256Hz
9248Hz
9262Hz
661
插入介质棒后
9235Hz
9229Hz
9241Hz
769
其中,
由样品谐振腔的长66mm,宽22.86mm,高10.16mm可得:
V0=15329.000 mm3
微波介微波介微波介质材料的介电特性的测量质材料的介电特性的测量质材料的介电特性的测量对于研究材料的微波特性和制作微波器件对于研究材料的微波特性和制作微波器件对于研究材料的微波特性和制作微波器件获得材料获得材料获得材料的结构信息以促进新材料的研制的结构信息以促进新材料的研制的结构信息以促进新材料的研制以及促进现代尖端技术以及促进现代尖端技术以及促进现代尖端技术吸收材料和微波遥感吸收材料和微波遥感吸收材料和微波遥感等都有重要意义
北邮电磁场与微波测量实验实验七无线信号场强特性.
![北邮电磁场与微波测量实验实验七无线信号场强特性.](https://img.taocdn.com/s3/m/a91d557fddccda38376baf5b.png)
电磁场与微波测量实验报告学院:电子工程学院班级:2011211204执笔人:学号:2011210986组员:一、实验目的1.掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确的测试方法;2.研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律;3.掌握在室内环境下场强的正确测量方法,理解建筑物穿透损耗的概念;4.通过实地测量,分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系;5.研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。
二、实验原理1.电磁波的传播方式无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。
对于接受者,只有处在发射信号的覆盖区内,才能保证接收机正常接受信号,此时,电波场强大于等于接收机的灵敏度。
因此基站的覆盖区的大小,是无线工程师所关心的。
决定覆盖区的大小的主要因素有:发射功率,馈线及接头损耗,天线增益,天线架设高度,路径损耗,衰落,接收机高度,人体效应,接收机灵敏度,建筑物的穿透损耗,同播,同频干扰等。
电磁场在空间中的传输方式主要有反射﹑绕射﹑散射三种模式。
当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时,发生反射。
当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。
当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体﹑且这些物体的分布较密集时,产生散射。
散射波产生于粗糙表面,如小物体或其它不规则物体﹑树叶﹑街道﹑标志﹑灯柱。
2.尺度路径损耗在移动通信系统中,路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。
大尺度平均路径损耗:用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落,即定义为有效发射功率和平均接受功率之间的(dB)差值,根据理论和测试的传播模型,无论室内或室外信道,平均接受信号功率随距离对数衰减,这种模型已被广泛的使用。
对任意的传播距离,大尺度平均路径损耗表示为:()[]()()=+PL d dB PL d n d d010log/0即平均接收功率为:()[][]()()()[]() =--=-d dBm Pt dBm PL d n d d d dBm n d dPr010log/0Pr010log/0其中,定义n为路径损耗指数,表明路径损耗随距离增长的速度,d0为近地参考距离,d为发射机与接收机之间的距离。
微波测量专题实验报告
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一、实验目的1. 理解微波测量的基本原理和方法。
2. 掌握微波测量仪器的基本操作。
3. 学习微波传输线、微波元件和微波系统的测量技术。
4. 分析实验数据,验证微波测量理论。
二、实验原理微波测量是指对微波频率、功率、相位、阻抗等参数的测量。
微波测量通常采用矢量网络分析仪(VNA)进行,VNA可以测量微波系统的S参数,通过S参数可以计算出微波系统的各种参数。
三、实验设备1. 矢量网络分析仪(VNA)2. 微波信号源3. 微波功率计4. 微波传输线5. 微波元件(如衰减器、定向耦合器、滤波器等)6. 微波测试平台四、实验内容1. 微波传输线测量- 测量目标:测量微波传输线的特性阻抗、衰减和反射系数。
- 实验步骤:1. 将微波传输线连接到VNA。
2. 调整信号源频率,使用VNA测量传输线的S11和S21参数。
3. 根据S参数计算传输线的特性阻抗、衰减和反射系数。
4. 分析实验数据,验证微波传输线理论。
2. 微波元件测量- 测量目标:测量微波元件的插入损耗、隔离度和方向性。
- 实验步骤:1. 将微波元件连接到VNA。
2. 调整信号源频率,使用VNA测量元件的S21、S12、S31和S41参数。
3. 根据S参数计算元件的插入损耗、隔离度和方向性。
4. 分析实验数据,验证微波元件理论。
3. 微波系统测量- 测量目标:测量微波系统的增益、带宽和线性度。
- 实验步骤:1. 将微波系统连接到VNA。
2. 调整信号源频率,使用VNA测量系统的S21参数。
3. 根据S参数计算系统的增益、带宽和线性度。
4. 分析实验数据,验证微波系统理论。
五、实验结果与分析1. 微波传输线测量结果- 实验测得微波传输线的特性阻抗为50Ω,与理论值相符。
- 实验测得微波传输线的衰减为0.1dB/m,与理论值相符。
- 实验测得微波传输线的反射系数为0.02,与理论值相符。
2. 微波元件测量结果- 实验测得微波衰减器的插入损耗为1dB,与理论值相符。
北邮电磁场与微波实验天线部分实验报告二
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信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告实验二网络分析仪测试八木天线方向图一、实验目的1.掌握网络分析仪辅助测试方法;2.学习测量八木天线方向图方法;3.研究在不同频率下的八木天线方向图特性。
注:重点观察不同频率下的方向图形状,如:主瓣、副瓣、后瓣、零点、前后比等;二、实验步骤:(1) 调整分析仪到轨迹(方向图)模式;(2) 调整云台起点位置270°;(3) 寻找归一化点(最大值点);(4) 旋转云台一周并读取图形参数;(5) 坐标变换、变换频率(f600Mhz、900MHz、1200MHz),分析八木天线方向图特性;三、实验测量图不同频率下的测量图如下:600MHz:900MHz:1200MHz:四、结果分析在实验中,分别对八木天线在600MHz、900MHz、1200MHz频率下的辐射圆图进行了测量,发现频率是900MHz的时候效果是最好的,圆图边沿的毛刺比较少,方向性比较好,主瓣的面积比较大。
当频率为600 MHz的时候,圆图四周的毛刺现象比较严重,当频率上升到1200MHz时,辐射圆图开始变得不规则,在某些角度时出现了很大的衰减,由对称转向了非对称,圆图边缘的毛刺现象就非常明显了,甚至在某些角度下衰减到了最小值。
从整体来看,八木天线由于测量的是无线信号,因此受周围环境的影响还是比较大的,因此在测量的时候周围的人应该避免走动,以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情况。
由实验结果分析可知:最大辐射方向基本在90°和270°这条直线上,图中旁瓣均较小,及大部分能量集中在主瓣。
八木天线由于测量的是无线信号,因此受周围环境的影响还是比较大的,因此在测量的时候应当尽量保持周边环境参数一定,以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情况。
五、实验总结八木定向天线,具有增益较高、结构轻巧、架设方便、价格便宜等优点。
因此,它特别适用于点对点的通信,例如它是室内分布系统的室外接收天线的首选天线类型。
微波测量报告_北邮
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由该图形可以看出,随着频率的增大,该s12曲线差不多等于一个固定值,并不随频率的改变发生明显变化,该值约为-14dB,由此可见,该器件应该是个全通滤波器。
实验总结
这次实验让我第一次接触到了矢量网络分析仪,我第一眼就觉得这个分析仪特别神奇,与平时接触到的示波器之类的测量仪器不同,它看起来更像一台电脑,但又可以进行测量,后来听助教说才知道原来我们学校只有这一台矢量网络分析仪。所以在实验的时候就更加小心。
北京邮电大学
微波测量实验报告
学校:北京邮电大学
学院:电子工程学院
班级:
姓名:
学号:
班内序号:
《微波射频测量技术基础》课程实验
实验一微波同轴测量系统的熟悉
一、实验目的
1、了解常用微波同轴测量系统的组成,熟悉各部分构件的工作原理,熟悉其操作和特性。
2、熟悉矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
二、实验内容
1、常用微波同轴测量系统的认识,简要了解其工作原理。
SYSTEM OPTIONS:系统选项。
(5)PRESET
(复位)
复位仪器。
(6)CONFIGURE
(配置)
SCALE:设置垂直方向的分辨率和参考位置等。
DISPLAY:显示设置。
CAL:校准菜单。
MARKER:频标功能键。
FORMAT:数据显示格式。
AVG:平均功能设置和中频带宽设置。
(7)SOURSE
b)然后经过SOLT校准,消除系统误差;
c)在矢量网络分析仪上调处S参数测量曲线,读出相应的二端口网络的S参量,保存为s2p数据格式和cst数据格式的文件。
三、思考题
1、是否可以直接进行电路参数的测量,为什么?如何从测量的S参数导出电路参数。(给出S参数到Z参数的转换公式,以及如何在ADS中应用。)
北京邮电大学_电磁场与电磁波实验微波接收系统的测量
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北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告学院:电子工程学院班级:组员:报告撰写人:微波收发机的系统调测微波TV收系统的基本原理一、实验原理基本无线通信系统一般由发信机、收信机及其天线(含馈线)构成。
如图1所示。
天馈信源信宿图1 无线通信系统的组成1.发信机发信机的主要作用是将需要传输的信源信号进行处理并发送出去。
首先通过调制器用信源信号对高频正弦载波进行调制形成中频已调制载波,中频已调制载波经过变频器和滤波器转换成射频已调制载波,射频已调制载波送至射频放大器进行功率放大,最后送至发射天线,转换成辐射形式的电磁波发射到空间。
一个典型的无线发信机的组成框图,如图2所示。
图2 无线发信机的组成框图2.收信机收信机的主要作用是将天线接收下来的射频载波还原成要传输的信源信号。
收信机的工作过程实际上是发信机的逆过程,首先对来自接收天线的射频载波信号进行低噪声放大,然后经过下变频器、中频滤波器中频放大器变换称为满足解调电平要求的中频已调制载波,最后经过解调器还原出原始的信源信号。
一个典型的无线收信机的组成框图,如图3所示。
输出信号图3 无线收信机的组成框图3.天线天线是无线通信系统不可缺少的重要组成部分之一。
天线的主要作用是把发信机送来的射频载波变换成空间电磁波并辐射出去(发射端)或者把收到的空间电磁波变换成射频载波并送给收信机(接收端)。
本实验将对使用的额微波收发系统(SD3200)微波电路实验训练系统的各个参数进行测量,实验者能完整、透彻的了解微波射频系统,掌握微波收发系统的基础知识。
SD3200R/T微波TV收发系统由发射机系统和接收机系统两个试验箱组成。
该微波TV收发系统是一套工作在900MHz微波频段的无线通信实训系统,可以进行图像和话音业务的无线传输实验,同时可以进行滤波器,放大器,滤波放大器等电路的相关实验。
微波TV收发系统主要由TV发射机系统和TV 接收机系统两部分组成。
微波发射机和接收机组成方框图如下图所示微波TV收发系统可以提供6个无线信道,信道间隔8MHz,频率设置如二、实验内容及步骤1、发射机的输出频谱测量(1)连接测试系统(频谱分析仪街道功率放大器的输出端)。
电磁场与微波测量实验报告天线特性测试实验报告
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电磁场与微波测量实验报告天线特性测试实验报告北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告1天线特性测试及分析本实验主要是学习天线理论、掌握天线方向图的概念以及学习天线方向图的测量方法。
以下是天线的概念及有关名词的解释。
一、天线的概念无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。
可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等;按外形分类,可分为线状天线、面状天线等。
二、天线的方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力,这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图,在水平面上,辐射与接收无最大方向的2天线称为全向天线,有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性,所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向,因此能量集中,增益相对全向天线要高,适合于远距离点对点通信,同时由于具有方向性,抗干扰能力比较强。
三、天线的增益增益是天线的主要指标之一,它是方向系数与效率的乘积,是天线辐射或接收电波大小的表现。
增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求,简单地说,在同等条件下,增益越高,电波传播的距离越远。
增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
北邮电磁场与微波测量实验报告实验五极化实验
![北邮电磁场与微波测量实验报告实验五极化实验](https://img.taocdn.com/s3/m/dcc95d5a76eeaeaad1f330b8.png)
北邮电磁场与微波测量实验报告实验五极化实验北邮电磁场与微波测量实验报告实验五极化实验学院:电子工程学院班号:2011211204组员:执笔人:学号:**********一、实验目的1.培养综合性设计电磁波实验方案的能力 2.验证电磁波的马吕斯定理二、实验设备S426型分光仪三、实验原理平面电磁波是横波,它的电场强度矢量E 和波长的传播方向垂直。
如果E 在垂直于传播方向的平面内沿着一条固定的直线变化,这样的横电磁波叫线极化波。
在光学中也叫偏振波。
偏振波电磁场沿某一方向的能量有一定关系。
这就是光学中的马吕斯定律:20cos I I θ=式中I 为偏振波的强度,θ为I 与I0间的夹角。
DH926B 型分光仪两喇叭口面互相平行,并与地面垂直,其轴线在一条直线上,由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的;在该轴承环的90度范围内,每隔5度有一刻度,所以接收喇叭的转角可以从此处读到。
四、实验步骤1.设计利用S426型分光仪验证电磁波马吕斯定律的方案;根据实验原理,可得设计方案:将S426型分光仪两喇叭口面互相平行,并与地面垂直,其轴线在一条直线上,由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的;在该轴承环的90度范围内,每隔5度有一刻度,接收喇叭课程从此处读取θ(以10度为步长),继而进行验证。
2.根据设计的方案,布置仪器,验证电磁波的马吕斯定律。
实验仪器布置通过调节,使A1取一较大值,方便实验进行。
然后,再利用前面推导出的θ,将仪器按下图布置。
A1五、实验数据I(uA )0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 θ°理论值90 87.3 79.5 67.5 52.8 37.2 22.5 10.5 2.7 0实验值90 88 82 69 54 37 20 8 2 0.2 相对误差% 0 0.8 0.6 2.2 2.3 0.5 11.1 14.3 25.9 -1、数据分析:由数据可看出,实验值跟理论值是接近的,相对误差基本都很小,在误差允许范围内,所以可以认为马吕斯定律得到了验证。
北邮微波测量实验报告
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《微波射频测量技术基础》实验报告题目:微波射频测量技术基础学院:电子工程学院班级:姓名:学号:2013xxxxxx实验一微波同轴测量系统的熟悉一、实验目的1、了解常用微波同轴测量系统的组成,熟悉各部分构件的工作原理,熟悉其操作和特性。
2、熟悉矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
二、实验内容1、常用微波同轴测量系统的认识,简要了解其工作原理。
微波同轴测量系统实物图如下图所示:微波同轴测量系统包括三个主要部分:矢量网络分析仪、同轴线和校准元件或测量元件。
各部分功能如下:(1)矢量网络分析仪:对RF领域的放大器、衰减器、天线、同轴电缆、滤波器、分支分配器、功分器、耦合器、隔离器、环形器等RF器件进行幅频特性、反射特性和相频特性测量。
(2)同轴线:连接矢量网络分析仪和校准元件或测量元件。
(3)a.校准元件:对微波同轴侧量系统进行使用前校准,以尽量减小系统误差。
b.测量元件:待测量的原件(如天线、滤波器等),可方便地通过同轴线和矢量网络分析仪连起来。
2、掌握矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
注意在实验报告中给出仪器使用报告包括下列内容:矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能。
实验中涉及的面板组成及功能:①显示器:用于向用户显示仪器当前的工作状态及输出测试结果;②“激励”区:“起始”和“终止”按钮用来设定仪器的起始频率和终止频率,默认频率范围为300KHz~3GHz;“中心”按钮点击后显示出当前频率范围的中间值;“跨度”按钮点击后显示出当前频率范围的差值大小。
③“响应”区:点击“测量”按钮进行实际测量;“格式”按钮点击后可用于更改输出格式,实验中选择的是Smith圆图和直角坐标;“校准”键用于对仪器进行校准,消除一定误差。
④“光标/分析”区:点击“光标”按钮后可以给输出曲线添加光标,得到一些点的精确坐标值,可添加多个光标并进行移动。
⑤“调解”按钮:可用于调解光标的位置使之在曲线上移动。
⑥“输入”区:用于对仪器的的一些参数进行输入,如开始和截止频率的值可在此处进行设置。
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微波测量实验报告班级:xxx姓名:xxxx学号:201221xxxx《微波测量》课程实验实验一熟悉微波同轴测量系统一、实验目的1、了解常用微波同轴测量系统的组成,熟悉其操作和特性。
2、熟悉矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
二、实验内容1、常用微波同轴测量系统的认识,简要了解其工作原理。
微波同轴测量系统包括三个主要部分:矢量网络分析仪、同轴线和校准元件或测量元件。
各部分功能如下:1)矢量网络分析仪:对RF领域的放大器、衰减器、天线、同轴电缆、滤波器、分支分配器、功分器、耦合器、隔离器、环形器等RF器件进行幅频特性、反射特性和相频特性测量。
2)同轴线:连接矢量网络分析仪和校准元件或测量元件。
3)校准元件:对微波同轴侧量系统进行使用前校准,以尽量减小系统误差。
测量元件:待测量的原件(如天线、滤波器等),可方便地通过同轴线和矢量网络分析仪连起来。
2、掌握矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
注意在实验报告中给出仪器使用报告包括下列内容:a)矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能(11)电源开关打开或关闭整机电源。
(12)U盘接口Usb盘接口(13)RF OUT射频信号输出口,N型K头。
(射频输出)(14)RF IN射频信号输入口,N型K头。
(射频输入)b)S参数测量步骤1、将一个待测的二端口网络通过同轴线接入矢量网络分析仪,组成一个微波同轴测量系统,如下图所示:2、在矢量网络分析仪上【measure】键选择测量参数,按下后显示屏的软键菜单会显示[S11]、[S12]、[S21]、被测[S22]四个待选测试参数,通过按下相应软键来选择要测量的S参数。
利用光标读取测量结果:按下【marker】键就会在显示屏上的测试曲线上显示光标,对应显示屏的软键菜单处会显示光标编号[1]、[2]、[3]、[4]、[5],按下相应软键会显示对应编号的光标,默认会显示1号光标。
通过旋转旋钮键就会移动光标的位置,而在显示屏右上角会显示光标对应位置的频率和测量值。
而通过数字键输入频率值也可以确定光标的位置。
3、然后经过SOLT校准,消除系统误差;4、在矢量网络分析仪上调处S参数测量曲线,读出相应的二端口网络的S参量,保存为s2p数据格式和cst数据格式的文件。
c)如何看开路校准件的电容值设定(校准系数)当传输线中端开路或者短路时,所有输入信号功率被反射到入射端。
造成全反射。
传输线中断开路时,开路端电流为0,端点反射信号电流与输入信号电流幅度相等,相位相反,而反射信号电压与输入电压同相。
信号关系满足欧姆定理。
d)如何看短路校准件的电感值设定(校准系数)当传输线中端短路时,开路端电压为0,端点反射信号电压与输入信号电压幅度相等,相位相反,而反射信号电流与输入电流同相。
信号关系满足欧姆定理。
e)如何用Smith圆图显示所测结果以及如何与直角坐标转换TOOLS工具栏下,下拉选项中可得到simth圆图的显示以及转换直角坐标。
f)如何保存所测数据,以及可存的数据格式文件菜单下另存为功能,将数据保存为jpeg图片格式或s2p,s1p文件格式方便后续分析。
g)了解仪器提供的校准方法(SOLT)上述用短路、开路、负载三个标准件和直通校准的方法称为SOLT校准法,这是普遍使用的校准方法。
仪器提供SOLT校准方法,TRL校准方法等集中校准方法,实验中使用SOLT校准方法。
短接校准,开路校准。
三、思考题1、是否可以直接进行电路参数的测量,为什么?如何从测量的S参数导出电路参数。
(给出S参数到Z参数的转换公式,以及如何在ADS中应用。
)不可以,因为矢量网络分析仪是用来处理来自网络的透射波和反射波的幅值和相位,可以直接测量得出S参数,通过S参数导出电路参数。
实验二微波同轴测量系统校准方法一、实验目的1、了解常用微波同轴测量系统的校准方法。
2、熟悉矢量网络分析仪的SOLT校准步骤以及校准精度验证方法。
3、掌握并验证TRL校准方法。
二、实验内容1、总结常用微波同轴测量系统的校准方法,比如TRL和SOLT,了解其校准原理和优缺点。
用短路、开路、负载三个标准件和直通校准的方法称为SOLT校准法,这是普遍使用的校准方法。
大多数网络分析仪用户最先熟悉的校准方法是SOLT。
SOLT校准能够提供优异的精度和可重复性。
这种校准方法要求使用短路、开路和负载标准校准件。
如果被测件上有雌雄连接器,还需要分别为雌雄连接提供对应的标准件,连接两个测量平面,形成直通连接。
SOLT校准方法使用12项误差修正模型,其中被测件的正向有6项,反向有6项。
操作正确的话,SOLT可以测量百分之一分贝数量级的功率和毫度级相位。
常用的校准套件中都包含SOLT标准校准件。
这些校准件包括各种连接器类型,并且价格相对便宜,小心使用的话可以用很多年。
有的SOLT校准套件包含滑动负载,因此可改变路径的线路长度,同时保持恒定的负载阻抗(通常为50Ω或75Ω)。
滑动负载在高频时尤为重要,因为在这种情况下很难实施良好的固定负载。
线路长度的变化会直接成比例地改变电长度,导致测量路径中发生相移。
通过在校准过程中使用几种不同长度的线路和相应的相移,可以更精确地测量网络分析仪的方向性。
双向直通SOL通常称为“未知直通”。
这种方法允许在遵守一些基本原则的条件下,在校准过程中使用电缆、电路板线轨或Ecal模块作为直通路径。
当处理非插入式设备(具有同性或不兼容的连接器,在校准期间需要使用适配器才能建立直通连接)时,未知直通尤为有用。
该适配器会给校准带来一个误差。
未知直通因为无需使用精密的或经过校准的适配器,并且可以最大限度地减少校准期间的电缆移动,所以非常有用。
它通常比其他需要去除适配器的方法更方便、更精确。
另一个二端口校准形式称为TRL校准(直通、反射和空气线)。
TRL校准主要用在非同轴环境,如对波导进行测试、利用测试夹具或用探针进行晶片上测量。
TRL校准极为精确,在大多数情况下,精确度甚至超过SOLT校准。
然而绝大多数校准套件中都不包含TRL标准件。
在要求高精度并且可用的标准校准件与被测件的连接类型不同的情况下,一般采用TRL校准。
使用测试夹具进行测量或使用探头进行晶圆上的测量,通常都属于这种情况。
因此,某些情况下需要构建和表征与被测件配置介质类型相同的标准件。
制造和表征三个TRL标准件比制造和表征四个SOLT标准件更容易。
TRL校准还有另一个重要优势:标准件不需要像SOLT标准件那样进行完整或精确的定义。
虽然SOLT标准件是完全按照标准的定义进行表征和储存,而TRL标准件只建立模型而不进行完整表征,但是TRL校准的精度与TRL标准件的质量和可重复性成正比。
物理中断(例如传输线路弯曲和同轴结构中的焊缝)将会降低TRL校准的精度。
接口必须保持清洁并允许可重复的连接。
在同轴应用中,SOLT通常是优先使用的校准技术。
尽管不常用的同轴TRL比SOLT能提供更高的精度,但只有在使用质量很高的同轴传输线(如空气线)时才能实现。
对于SOLT法,相位测试精度主要取决于开路器和短路器的精度,幅度的测试精度取决于所使用的匹配负载。
用滑动负载的SOLT法,通过多次测量找圆心,测量精度高于用固定负载的SOLT法。
2、掌握矢量网络分析仪的SOLT校准步骤以及校准精度验证方法。
校准步骤:响应→校准→校准向导→校准类型→选择双端口SOLT→测量机械标准→依次选择1端口短路、开路、负载,直通,2端口短路、开路、负载进行校准。
1、用开路器校准件校准网络仪端口一般都是N型50欧姆或75欧姆端口,如果被测件端口也是50欧姆或75欧姆,并且阴阳极性匹配,这时只需校准网络仪内部的系统误差。
以下分析都假设被测件是二端口器件,系统误差模型采用全二端口模型。
将已知标准校准件开路器的两端接入实际参考面PA1和PA2,即把开路校准件接入矢量网络分析仪。
2、用短路器校准件校准与1原理相同,将已知标准校准件短路器的两端接入实际参考面PA1和PA2,即把短路校准件接入矢量网络分析仪。
3、用匹配器校准件校准与1原理相同,将已知标准校准件匹配器的两端接入实际参考面PA1和PA2,即把匹配器校准件接入矢量网络分析仪。
4、用匹配器校准件校准与1原理相同,将矢量网络分析仪的两个参考面PA1和PA2直接相连即可。
注意在实验报告中包括下列内容:a)校准前测量各校准件(开路、短路、匹配和直通)S参数,并保存数据开路:短路:匹配:b)矢量网络分析仪S O L T的校准步骤见实验内容2.c)校准后测量各校准件(开路、短路、匹配和直通)S参数,并保存数据开路:s参数初始在1位置,随着频率变话顺时针沿边缘移动,校准后曲线严格沿边缘移动,并且曲线较平滑。
短路:s参数初始在-1位置,随着频率变话顺时针沿边缘移动,校准后曲线严格沿边缘移动,并且曲线较平滑。
匹配:s参数始终位于S m i t h原图中心。
校准后参数不在发散,位于单位圆中心。
d)比较校准前后校准件(开路、短路、匹配和直通)的S参数,解释说明各条曲线,并指出所做校准的精度情况分析比较校准前后的数据可以发现,经过校准后有效的减少了原来的误差,带宽的微弱变化虽然很小,但是对于误差来说还是足够证明每次连接测量器件之前校准步骤都是必要的,而且在校准过程中,有校准之后的图形可分析:在S m i t h圆图上,开路和短路不再是一圈圈缠绕的线,已经减少到靠近开路和短路点的一段线,匹配点经过校准后已经非常接近理论上的一个点而不是一个区域。
所以,校准之后的测量才是符合实际的近乎标准值,在未校准时进行的测量只能大概估计下元件的类型及带宽,对于精确的参数测量未校准时是完全不符合标准的。
3、利用已加工的TRL校准件,进行TRL校准。
保存各测量数据,计算出其误差模型(附编程程序)。
实验三利用微波同轴测量系统进行实际器件测量一、实验目的1、利用SOLT校准方法进行微波同轴测量系统的校准。
2、测量各加工器件(天线、滤波器、功分器和耦合器等)的实际性能。
3、验证TRL校准方法,并和利用SOLT校准方法测量的结果进行对比。
二、实验内容1、做完实验二的实验内容3后,测量各器件的S参数,并保存测量结果,通过去嵌误差模型,得到真实的器件S参数。
报告中要给出具体编程计算过程(附编程程序)。
2、利用机器自带SOLT校准后,存储测量结果,并通过测量结果了解所测器件的工作原理以及性能,报告中包括以下内容a)器件的S参数测量曲线;b)通过分析其S参数,了解各器件所组成的网络的特性。
2、给出分别经过T R L和S O L T校准和没有校准的情况下各器件的测量性能,比较两类测量结果,给出实验报告,包括以下内容:a)未校准和TRL校准后各器件测量曲线比较;b)未校准和SOLT校准后各器件测量曲线比较;c)比较分析TRL和SOLT校准方法的测量精度。
MATLAB代码:———————————————————————main.m———————————————————————clc;clear all;[S11,S22,S12,Freq] = TRL();[A,B,C,D] = SPara_TransferToABCD(S11,S22,S12,S12);[invA,invB,invC,invD] = invABCD(A,B,C,D);while 1disp(‘1、滤波器');disp(‘2、功分器');disp(‘3、耦合器隔离端');disp(‘4、耦合器耦合端');disp(‘5、耦合器直通端');disp(‘6、天线');DeviceNumber = input('请输入要处理的微波器件,输入0退出:');if DeviceNumber == 0return;end[ S11Device,S21Device,S12Device,S22Device ] = getSPara(DeviceNumber);[Am,Bm,Cm,Dm] = SPara_TransferToABCD( S11Device,S22Device,S12Device,S21Device );%计算DUT的ABCD参量AF = zeros(201,1);BF = zeros(201,1);CF = zeros(201,1);DF = zeros(201,1);for N = 1:201ABCD = [A(N),B(N);C(N),D(N)]; %误差盒ABCD矩阵ABCDinv = [invA(N),invB(N);invC(N),invD(N)]; %误差盒ABCD逆矩阵ABCDm = [Am(N),Bm(N);Cm(N),Dm(N)]; %DUT的ABCD矩阵ABCDf = ABCDinv*ABCDm*ABCD;AF(N) = ABCDf(1,1);BF(N) = ABCDf(1,2);CF(N) = ABCDf(2,1);DF(N) = ABCDf(2,2);end[S11F,S21F] = ABCD_TransferToSPara( AF,BF,CF,DF );subplot(1,2,1);plot(Freq,-20*log10(abs(S11F)));axis([3*10^5 3*10^9 -50 50]);subplot(1,2,2);plot(Freq,-20*log10(abs(S21F)));axis([3*10^5 3*10^9 -50 50]);end———————————————————————TRL.m———————————————————————function [S11,S22,S12,Freq] = TRL()%导入T部分数据Data_T_S11 = read(rfdata.data,'TRL-T-S11.s2p');Data_T_S21 = read(rfdata.data,'TRL-T-S21.s2p');Freq = Data_T_S11.Freq;S11_2 = Data_T_S11.S_Parameters(1,1,:);T11 = reshape(S11_2,201,1);S21 = Data_T_S21.S_Parameters(2,1,:);T12 = reshape(S21,201,1);%导入R部分数据Data_R_S11 = read(rfdata.data,'TRL-R-S11.s1p');S11_2 = Data_R_S11.S_Parameters(1,1,:);R11 = reshape(S11_2,201,1);%导入L部分数据Data_L_S11 = read(rfdata.data,'TRL-L-S11.s2p');Data_L_S21 = read(rfdata.data,'TRL-L-S21.s2p');S11_2 = Data_L_S11.S_Parameters(1,1,:);L11 = reshape(S11_2,201,1);S21 = Data_L_S21.S_Parameters(2,1,:);L12 = reshape(S21,201,1);clear S11;clear S21;%计算传播因子e^(-γl)l = 66.1*10^(-3); %传输线长度66.1mmOne = ones(201,1);%Propagation1为取正好的传播因子e^(-γl),2为取负号的传播因子e^(-γl)Propagation1 = ((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2+((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2).^2-4.*(L12.^2).*(T12.^2)).^0.5))./(2.*L12.*T12);Propagation2 = ((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2-((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2).^2-4.*(L12.^2).*(T12.^2)).^0.5))./(2.*L12.*T12);%分别计算两种情况的S22,S11,S12,Γ值S22_1 = (T11-L11)./(T12-L12.*Propagation1);S11_1 = (T11-S22_1.*T12);S12_1 = (T12.*(One-S22_1.^2)).^0.5;GammaL1 = (R11-S11_1)./(S12_1.^2+S22_1.*(R11-S11_1));S22_2 = (T11-L11)./(T12-L12.*Propagation2);S11_2 = (T11-S22_2.*T12);S12_2 = (T12.*(One-S22_2.^2)).^0.5;GammaL2 = (R11-S11_2)./(S12_2.^2+S22_2.*(R11-S11_2));%求两种情况的Γ的相位以取舍AngleGammaL1 = angle(GammaL1);AngleGammaL2 = angle(GammaL2);Angle = zeros(201,1);S22 = zeros(201,1);S11 = zeros(201,1);S12 = zeros(201,1);%遍历两种情况下的Γ相位矩阵,挑选相位[0,π]内的情况,取出其S22,S11,S12值for N = 1:201if AngleGammaL1(N)>0Angle(N) = AngleGammaL1(N);S22(N) = S22_1(N);S11(N) = S11_1(N);S12(N) = S12_1(N);endif AngleGammaL2(N)>0Angle(N) = AngleGammaL2(N);S22(N) = S22_2(N);S11(N) = S11_2(N);S12(N) = S12_2(N);endendend———————————————————————getSPara.m———————————————————————function [ S11Device,S21Device,S12Device,S22Device ] = getSPara( DeviceNumber ) %UNTITLED4 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes hereswitch DeviceNumbercase 1Data_S = read(rfdata.data,'Filter.s2p');case 2Data_S = read(rfdata.data,'GongFenqi.s2p');case 3Data_S = read(rfdata.data,'GeliDuan.s2p');case 4Data_S = read(rfdata.data,'OuheDuan.s2p');case 5Data_S = read(rfdata.data,'ZhitongDuan.s2p');case 6Data_S = read(rfdata.data,'TianXian.s1p');otherwisedisp(‘输入不正确,请重新输入');endS11 = Data_S.S_Parameters(1,1,:);S21 = Data_S.S_Parameters(2,1,:);S22 = Data_S.S_Parameters(2,2,:);S12 = Data_S.S_Parameters(1,2,:);S11Device = reshape(S11,201,1);S21Device = reshape(S21,201,1);S22Device = reshape(S22,201,1);S12Device = reshape(S12,201,1);end—————————————————SPara_TransferToABCD.m—————————————————function [ A,B,C,D ] = SPara_TransferToABCD( S11,S22,S12,S21 )%UNTITLED2 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes hereA = zeros(201,1);B = zeros(201,1);C = zeros(201,1);D = zeros(201,1);for N = 1:201S = S11(N)*S22(N)-S12(N)*S21(N);A(N) = (1+S11(N)-S22(N)-S)/(2*S21(N));B(N) = (1+S11(N)+S22(N)+S)/(2*S21(N));C(N) = (1-S11(N)-S22(N)+S)/(2*S21(N));D(N) = (1-S11(N)+S22(N)-S)/(2*S21(N));endend—————————————————ABCD_TransferToSPara.m—————————————————function [ S11,S21 ] = ABCD_TransferToSPara( A,B,C,D )%UNTITLED5 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes hereS11 = zeros(201,1);S21 = zeros(201,1);for N = 1:201S11(N) = (A(N)+B(N)-C(N)-D(N))/(A(N)+B(N)+C(N)+D(N));S21(N) = 2/(A(N)+B(N)+C(N)+D(N));endend—————————————————invABCD.m—————————————————function [ invA,invB,invC,invD ] = invABCD( A,B,C,D )%UNTITLED3 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes hereinvA = zeros(201,1);invB = zeros(201,1);invC = zeros(201,1);invD = zeros(201,1);for N = 1:201ABCD = [A(N),B(N);C(N),D(N)];inverseABCD = inv(ABCD);invA(N) = inverseABCD(1,1);invB(N) = inverseABCD(1,2);invC(N) = inverseABCD(2,1);invD(N) = inverseABCD(2,2);endend微波器件的S参数1、滤波器SOLT校准:S11 S21TRL校准:2、功分器SOLT校准:TRL校准:3、耦合器隔离端SOLT校准:TRL校准:。