北邮微波测量实验报告讲述.docx

《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。 ⑦ 端口：此处接入同轴线，从而实现与外部元件的衔接，共两个插口。 ⑧ USB插口：可用于插入外部设备（如U盘、硬盘等）读取、存储实验结果，也可接入鼠标、键盘对仪器进行操作。 a) S 参数测量步骤： ① 经过SOLT校准，消除系统误差； ② 将待测元件通过同轴线接入矢量网络分析仪； ③ 在矢量网络分析仪上选择S参数进行测量，得到曲线，可以通过加光标得到一些点的坐标值； ④ 保存数据，选择S2P（只测量S11和S22时可选择S1P）格式；保存曲线图像可选择.jpg格式。 b) 如何用Smith圆图显示所测结果以及如何与直角坐标转换； ① 点击“格式”按钮，选择“史密斯圆图”，就可以用Smith圆图显示所测结果； ② 点击“格式”按钮，选择“对数幅度”，就可以转换为直角坐标形式。 c) 如何保存所测数据，以及可存的数据格式； 点击“文件”按钮，选择“另存为”，为文件命名后选择保存方式为S2P，就可以保存所测数据；若数据为S11或S22，可选择S1P数据格式。若需要保存曲线图像，则保存为.jpg格式。保存成功后可导入U盘，也可直接在桌面进行查看。 d) 开路校准件的电容值设定(校准系数)； C(f)=C0+C1f+C2f2+C3f3 e) 短路校准件的电感值设定(校准系数)； L(f)=L0+L1f+L2f2+L3f3 f) 仪器提供什么样的校准方法。 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（short－open－load－through）校准方法。 三、思考题 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？ 答：不可以；测量需要完成校准后才能进行，但是仍然不能直接测量得到电路参数，因为微波同轴测量系统只能对于微波的入射和反射的电压电流关系进行分析。S参数到Z参数的转换公式如下： 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以及精度。 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。 二、实验内容 1、总结常用微波同轴测量系统的校准方法，了解其校准原理和优缺点。 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。图2显示了正向误差项：ED（方向）、ES（源匹配）、EL（负载匹配）、ERF（反射跟踪）、ETF（发射跟踪）和EX（串扰）。操作正确的话，SOLT