微波实验1

微波技术基础实验

矢量网络分析仪的使用及传输线的测量

一.实验目的

1. 2. 3. 4.

学习矢量网络分析仪的基本工作原理；

初步掌握AV36580矢量网络分析仪的操作使用方法；

掌握使用矢量网络分析仪测量微带传输线不同工作状态下的S参数； 通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性。

二.实验内容

1.矢量网络分析仪操作实验

（1）初步运用矢量网络分析仪AV36580，熟悉各按键功能和使用方法 （2）以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪AV36580测量微波电路的S参数。

2.微带传输线测量实验

（1）使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。

（2）测量1/4波长传输线在开路、短路、匹配负载情况下的频率、输入阻抗、驻波比、反射系数。

（3）观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。

三.实验连接图

1、矢量网络分析仪操作实验（左）

通过使用矢量网络分析仪AV36580测试RF带通滤波器的散射参数（S11、S12、S21、S22）来熟悉矢量网络分析仪的基本操作。

网络分析仪AV3620网络分析仪AV36201212RF带通滤波器RF带通滤波器

2、微带传输线测量实验（右）

通过使用矢量网络分析仪AV36580测量微带传输线的端接不同负载时的S参数来了解微波传输线的工作特性。连接图如图1-10所示，将网络分析仪的1端口接到微带传输线模块的输入端口，另一端口在实验时将接不同的负载。

四.实验步骤

1、矢量网络分析仪操作实验步骤

步骤一调用误差校准后的系统状态

步骤二选择测量频率与功率参数（起始频率600 MHz、终止频率1800 MHz、 功率电平设置为-10dBm）

步骤三连接待测件并测量其S参数 步骤四设置显示方式 步骤五设置光标的使用

2、微带传输线测量实验步骤

步骤一调用误差校准后的系统状态

步骤二选择测量频率与功率参数（起始频率100 MHz、终止频率400 MHz、 功率电平设置为-25dBm）

步骤三连接待测件并测量其S参数

①按照装置图将微带传输线模块连接到网络分析仪上； ②将传输线模块接开路负载（找老师要或另一端空载），此时，传输线 终端呈开路。选择测量S11，将显示格式设置为史密斯原图，调出光标， 调节光标位置，使光标落在在圆图的短路点。

③记录此时的频率和输入阻抗。然后将显示格式设置为驻波比，记录下 此时的驻波比值。将显示格式设置为对数幅度，记录下此时的（反射系 数）值。（记录数据时保持光标位置始终不变） ④将传输线模块的终端接短路负载（找老师要）。将显示格式设置为史 密斯原图，注意观察光标的位置（此时光标所示频率仍为②中的频率）， 此时光标应在圆图中开路点附近。

⑤调节光标至圆图中的开路点，按照③中所示方法和步骤记录数据。 ⑥将传输线模块另一端接上匹配负载。将显示格式设置为史密斯原图， 将光标调节至最靠近圆图圆心的位置。 ⑦按照③中方法和步骤记录数据。

五.数据记录及处理

1、矢量网络分析仪操作实验

1. 测量带通滤波器S11反射系数S11在1.176000000GHz频率点处的反射系数

为-22.823dB

2. 带通滤波器S11驻波比S11在1.176000000GHz频率点处的驻波比为1.156

3. 带通滤波器S22反射系数S22 在1.164000000GHz频率点的反射系数为

-24.063dB

4. 带通滤波器S22驻波比带通滤波器S22在1.164000000GHz频率点处的驻波

比为1.134

5. 带通滤波器正向插入损耗S21带通滤波器正向插入损耗S21在

1.158000000GHz频率点处为 -3.867dB

6. 带通滤波器正向相位

7. 带通滤波器带宽带宽为428.025MHz

8. 带通滤波器反向插入损耗S12S12 在1.200000000GHz处为 -3.992dB

9. 带通滤波器反向相位

10. 带通滤波器反向带宽带通滤波器反向带宽为 427.348MHz

11. 带通滤波器群延时

12. 带通滤波器4通道同时显示

2.微带传输线测量实验

1.传输线开路史密斯

2.传输线开路对数幅度

3.传输线开路驻波比

4.传输线短传输线短路史密斯

5.传输线短路对数幅度

6.传输线短路驻波比

7.传输线匹配史密斯

8.传输线匹配对数幅度

9.传输线匹配驻波比

根据实验二的数据作表格得： 传输线状态 开路点 频率 301.000MHz 实部 104.932mΩ 虚部 55.483pH 模值 1.187Ω 反射系数 -0.382dB 驻波比 37.722 短路点 293.500MHz 76.131mΩ 41.283pH 1.389kΩ -0.591dB 29.852 匹配负载 302.241MHz 12.785mΩ 6.727pH 50.135Ω -53.185dB 1.004

六.思考题

1.、从图1-3上分析，如果测量被测微波器件的2端口S参数，其内部开关将处于什么工作状态？ 图1-3

S11S21ARBR

答：Port2内部开关处于连通(s22,s12)；Port1内部开关处于连通(s11,s21)

2、对记录的数据进行分析，并思考为什么开路负载时在短路点的光标，在接上短路负载后会在开路点附近？

答：由理论知识可知，四分之一波长的传输线具有阻抗变换的特性，能将开路转换为短路，容性转换为感性，大于Z0的负载转换为小于Z0的负载，由于将开路负载接上短路负载后，短路负载和开路负载阻抗特性相差四分之一波长，因此开路和短路状态会互换。

七.实验心得

通过此次微波实验，我了解了AV36580矢量网络分析仪的基本操作和其基本的工作原理，掌握了用矢量网络分析仪测量微带传输线在开路、短路、匹配工作状态下的S参数，这在实际的问题中是很有帮助的。