电磁场实验报告

电磁场与微波技术实验实验报告书

学院：电子信息学院

专业：电子信息工程

实验一：功率分接器

一、实验目的：

1、了解功分器的原理及基本设计方法。

2、用实验模组实际测量以了解功分器的特性。

3、学会使用MICROWAVE 软件对功分器设计及仿真，并分析结果。

二、实验仪器及器材：

项次 设备名称 数量 备注

1 MOTECH RF2000 测量仪 1套 亦可用网络分析仪

2 功分器模组1A 、2A 2组 RF2KM4-1A

RF2KM4-2A

3 50Ω终端负载 1个 LOAD

4 THRU 端子 1个 THRU （RF2KM ）

5 50Ω BNC 连接线 2条 CA-1、CA-2

6 1M Ω BNC 连接线 2条 CA-3、CA-4 7

MICROWAVE 软件

1套 微波软件

三、实验原理：

功率分接器是三端口网络结构（3-port network ），如图所示。信号输入端（Port-1）的功率为P1，而其他两个输出端（Port-2及Port-3）的功率分别为P2及P3。由能量守恒定律可知P1=P2 + P3。

若P2=P3并以毫瓦分贝（dBm ）来表示三端功率间的关系，则可写成： P2(dBm) = P3(dBm) = P in (dBm) – 3dB

功率衰减器方框图

当然P2并不一定要等于P3，只是相等的情况在实际电路中

最常用。因此，功分器在大致上可分为等分型（P2=P3）及比例型（P2=K ·P3）两种类型。

四、实验步骤：

(1) 将RF2000与PC 机通过RS232连接，接好RF2000的电源，开机。启动SCOPE2000软件。

(2) 开始做电阻式功率分接器的S11参数测量。将标号为“RF2KM4-1A ”的模块P1端接在RF2000的SWEEP/CW1 OUT 端子上，P2\P3接上50欧姆匹配负载。接好模块后，过几秒钟后按“Band ”把频段打到300M-500M ，此时是电阻式功率分接器在300MHz-500MHz 时的S11的曲线图。

(3)接下来做电阻式功率分接器的S21参数测量。将标号为“RF2KM4-1A ”的模块

Power

Divider Port-1 P1 Port-3 P3

Port-2

P2

P1端接至RF-2K SWEEP端，P2接至RF-2K的RF-IN,P3接50欧姆匹配负载。过几秒钟后把频段打到300M-500M，此时是电阻式功率分接器在300MHz-500MHz时的S21的曲线图。

(4) 接下来做威尔金生式功率分接器的S11参数测量。将标号为“RF2KM4-1A”的模块P1端接至RF-2K SWEEP端，P2、P3接50欧姆匹配负载。过几秒钟后把频段打到300M-500M，此时是威尔金生式功率分接器在300MHz-500MHz时的S11的曲线图。

(5) 接下来做威尔金生式功率分接器的S21参数测量。去掉P2端50欧姆匹配负载，将P2端接到RF-IN端子。过几秒钟后把频段打到300M-500M，此时是威尔金生式功率分接器在300MHz-500MHz时的S21的曲线图。

五、实验结果：

。

六、实验结果分析：

由实验数据可知，实验有效实现了将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的目的，即实现了功率分接器的效果。

实验二：放大器

一、实验目的：

1.了解射频放大器的基本原理与设计方法。

2.利用实验模组实际测量以了解放大器的特性。

3.学会使用微波软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果。

二、实验仪器及器材：

项次 设备名称 数量 备注

1 MOTECH RF2000 测量仪 1套 亦可用网络分析仪

2 放大器模组 1组

RF2KM7-1A

3 50Ω BNC 及1M Ω BNC 连接线 4条 CA-1、CA-2 、CA-3、CA-4

4 直流电源连接线 1条 DC-1 5

MICROWAVE 软件

1套 微波软件

三、实验原理：

一个射频晶体放大电路可分为三大部分：二端口有源电路、输入匹配电路及输出匹配电路，如图所示。一般而言，二端口有源电路采用共射极（或共源极）三极管（BJT 、FET ）电路，此外，还包括直流偏压电路。而输入匹配电路及输出匹配电路大多采用无源电路，即利用电容、电感或传输线来设计电路。一般放大器电路，根据输入信号功率不同可以分为小信号放大器、低噪声放大器及功率放大器三类。而小信号放大器依增益参数及设计要求，可分成最大增益及固定增益两类。而就S 参数设计而言，则可有单向设计及双边设计两种。本单元仅就小信号放大器来说明射频放大器之基本理论及设计方法。

四、实验步骤： (1) 将RF2000与PC 机通过RS232连接，接好RF2000的电源，开机。启动

SCOPE2000软件。

(2) 我们开始做MMIC 放大器S11参数测量。将标号为“RF2KM7-1A ”的模块P1端接在RF2000的SWEEP/CW1 OUT 端子上，P2接上RF-IN 。

接好模块后，过几秒钟后按“Band ”把频段打到140M-300M 。此时是MMIC 放大器在140M-300MHz 时的S11的曲线图。把频段打到300M-540M 。此时是MMIC 放大器在300M-540MHz 时的S11的曲线图。把频段打到599M-1000M 。此时是MMIC 放大器在599M-1000MHz 时的S11的曲线图。

(3)接着做MMIC 放大器的S21参数测量。将标号为“RF2KM7-1A ”的模块P1端接至RF-2K SWEEP 端，P2接的RF-IN 。过几秒钟后把频段打到140M-300M ，此时是MMIC 放大器在140M-300MHz 时的S21的曲线图。把频段打到300M-540M ，此时是

L L S S S S S Γ-Γ+=22211211'

111L

L S S S S S Γ-Γ+=22211211'

111S S S S S S S Γ-Γ+=11211222'221 二端口 有源电路 输出 匹配电路 输入 匹配电路

ΓS ΓIN = S ’11 ΓL

G O ΓS = ΓIN * ΓL = ΓOUT * G S G L ΓOUT = S ’22 放大器电路方框图 R S R L