北邮-微波测量实验报告

微波测量实验报告

ﻩﻩﻩﻩ班级:2０1２211xxｘ

ﻩﻩ姓名：xｘxx

ﻩﻩﻩﻩﻩ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

ﻩ１、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。

ﻩ2、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]、［

被测

S21]、[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