微波技术实验精选.docVIP

实验一 衰减器 1、实验设置的意义 在射频和微波传输系统中，通常需要控制功率电平，改善动态范围，衰减器有时作为一个去耦元件减小后级对前级的影响，也可以作为比较功率电平相对标准。从射频和微波网络观点来看，衰减器是一个二端口有耗微波网络，它属于通过型微波元件。 2、实验目的 1、学会用频谱分析仪测量功率衰减器的各项参数 2、了解衰减器结构特点，设计方法。 3、实验原理 功率衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件，它是一个双端口网络结构，其技术指标包括衰减器的工作频带、衰减量、功率容量、回波损耗。 衰减量：如图7-1所示，其信号输入端（Port-1）的功率为P1，而其输出端（Port-2）的功率为P2。若P1、P2以分贝毫瓦（dBm）来表示，且衰减器之功率衰减量为AdB，则两端功率间的关系，可写成： P2(dBm) = P1(dBm) – AdB 亦即 图7-1 功率容量：衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件，能量损耗后会变成热能。可以想像，材料结构确定后，衰减器的功率容量也就确定了。如果让衰减器的承受功率超过这个极限，衰减器就会烧毁。 回波损耗：回波损耗就是衰减器的驻波比。 集中参数衰减器是利用电阻构成T型或π形网络来实现的，其设计方法说明如下: （一）[固定型]（Fixed Attenuator） 此型电路仅利用电阻来设计。按结构可分成[T形] 及[π形], 如图7-2(a)(b)所示。 图7-2(a) [T形]功率衰减器; (b) [π形]功率衰减器 其中Z1、Z2即是电路输入/输出端的特性阻抗。 根据电路两端使用的阻抗不同，可分为[同阻抗式]、[异阻抗式]。 A. [同阻抗式] （a）[T形同阻抗式]（Z1=Z2=Z0） （b）[π形同阻抗式] B.[异阻抗式]（Z1≠Z2） （a）[T形异阻抗式] （b）[π形异阻抗式] 4、实验设备 AT6030D频谱分析仪 1台 衰减器模块 1个 5、实验内容 测量衰减器的衰减量 6、实验步骤 6.1、调节AT6030D频谱仪的中心频率fc=1500HMz，SPAN为3000MHz，先将频谱仪的输出端和输入端用电缆连接进行校准，测得参考电平P1。 图7 6.2、将衰减器模块按图7连接，将衰减器接入，测得接入电平P2，则衰减量A=P1-P2。 实验二 定向耦合器 1、实验设置的意义 在射频和微波传输系统中, 通常需要准确测试某一功率值, 或者将某一输入功率按一定比例分配到各分支电路中去。例如功率量值传递系统、相控阵雷达发射机功率分配、多路中继通信机中本振源功率分配等。定向耦合器由于本身插损耗小、频段宽、能承受较大的输入功率、可根据需要扩展量程、使用方便灵活、成本低等优点, 而广泛应用于射频和微波传输系统中。由于定向耦合器是射频和微波系统中应用最广泛的元件，更是近代扫频反射计的核心部件，因此，熟悉定向耦合器的特性，掌握其测量方法很重要 射频和微波技术实验的基本教学要求是了解射频和微波的传输特性，掌握射频和微波功率、频率、波导波长、驻波比及衰减、相位等的测量方法，了解射频和微波技术的简单应用。定向耦合器本身的特性参量定义简单，被测量均为基本测量量，测量理论与方法简单且容易接受；仪器使用方法简单，不必经过调谐等繁琐过程，有助于学生把精力放在对射频和微波实质的理解和射频和微波技术的应用上。开设以定向耦合器为主线的实验十分必要，有助于引导学生初步领会技术开发的思路，也有利于提高学生思维的开阔性和系统性，培养创新意识和开拓精神。 2、实验目的 2.1、掌握定向耦合的原理及基本方法。 2.2、学会用频谱分析仪器测量定向耦合器的参数。 3、实验原理 定向耦合器是一种有方向性的无源射频和微波功率分配器件，其构成通常有波导、同轴线、带状线及微带等几种类型，其种类通常有单定向耦合器和双定向耦合器之分。本实验涉及的是单定向耦合器。定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传输的射频和微波功率经过小孔或间隙等耦合机制，将一部分功率耦合到副线中去，由于波的干涉和叠加，使功率仅沿副线中的一个方向(称“正方向”)传输，而在另一方向(称“反方向”)几乎没有(或极少)功率传输。理想的定向耦合器一般为互易无损四口网络，如图4-1所示。主线1，2和副线3，4通过耦合机构彼此耦合。 图4-1 定向耦合器网络 定向耦