微波电路S参数测量实验分析报告
近代微波测量实验报告2
近代微波测量实验报告一、实验名称：功分器散射参数的测量：功分器散射参数的测量 二、实验目的1、了解：微波矢量网络分析仪的组成、构造和工作原理、了解：微波矢量网络分析仪的组成、构造和工作原理2、掌握：、掌握：• 微波矢量网络分析仪的正确使用方法微波矢量网络分析仪的正确使用方法• 利用微波矢量网络分析仪测试微波网利用微波矢量网络分析仪测试微波网 络散射参数的方法络散射参数的方法 三、实验器材矢量网络分析仪矢量网络分析仪1台 频谱仪频谱仪1台 功分器功分器1个 四、实验原理实验使用矢量网测试微波网络散射参数，其原理为：实验使用矢量网测试微波网络散射参数，其原理为：图1 两端口网络两端口网络两端口网络的四个散射参量测量两端口网络的四个散射参量测量： 两端口网络的电参数，一般用上述的插损与回损已足，回损已足，但对考究的场合会用到散射参量。
但对考究的场合会用到散射参量。
但对考究的场合会用到散射参量。
两端口网络的散射参量有两端口网络的散射参量有4个，个，即即S 11、S 21、S 12、S 22。
S 11与网络输出端接上匹配负载后的输入反射系数Г相当。
相当。
注意：注意：注意：它是网络的它是网络的失配，不是负载的失配。
负载不好测出的Γ，要经过修正才能得到S 11 。
S 21与网络输出端匹配时的电压和输入端电压比值相当，对于无源网络即传输系数T 或插损，对放大器即增益。
或插损，对放大器即增益。
S S 1111、、S 21两项是最常用的。
两项是最常用的。
S 12即网络输出端对输入端的影响，对不可逆器件常称隔离度。
即网络输出端对输入端的影响，对不可逆器件常称隔离度。
S 22即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。
即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。
实验所用的矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数。
实验所用的矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数。
图2是失网测试微波网络散射参数的原理框图：是失网测试微波网络散射参数的原理框图：图2 矢网系统的原理框图矢网系统的原理框图五、实验内容实验使用矢量网络分析仪测试功分器的散射参数。
微波测量实验报告
微波测量实验报告一、实验背景微波测量是指利用微波技术对被测物体进行测量的一种方法。
微波是一种电磁波，其频率范围在300MHZ至300GHz之间。
微波测量广泛应用于通信、测距、雷达、卫星等领域。
本实验旨在通过对微波信号的发射、传播和接收进行实验，了解微波测量的基本原理和方法。
二、实验原理微波测量实验主要依赖于微波发射器和接收器的配合。
首先，发射器通过产生一个特定频率和幅度的微波信号，将信号输入到一个导波器（如开放式传输线）中。
信号在导波器中通过传播，并且可以根据特定的设计进行传播路径的调整。
接收器用来接收由被测物体反射或传播过来的微波信号，通过对信号进行处理，可以得到关于被测物体的信息。
在微波测量中，由于微波的特殊性质，测距、测速和测向等参数可以通过对微波信号的相位、频率和幅度进行分析来实现。
例如，利用多普勒频移原理，可以通过测量微波信号的频率变化来计算目标物体的速度；利用相位差原理，可以通过测量微波信号的相位差来计算目标物体的位置。
三、实验设备和材料1.微波发射器：用来产生微波信号的设备；2.导波器：用来传输微波信号的导向装置；3.微波接收器：用来接收被测物体反射或传播过来的微波信号并进行参数分析的设备；4.被测物体：用来反射或传播微波信号的物体。
四、实验步骤1.连接微波发射器和接收器，并对其进行相位校准；2.将被测物体放置在适当位置，调整微波接收器的位置和角度，以便接收到反射或传播过的微波信号；3.运行微波发射器和接收器，记录并分析接收到的微波信号的相位、频率和幅度等参数；4.根据参数分析的结果，计算并得出被测物体的测量结果。
五、实验结果与分析在实验中，我们成功地利用微波发射器和接收器对一块金属板进行了微波测量。
通过对接收到的微波信号的相位、频率和幅度进行实验结果的分析，我们得出了金属板的尺寸和位置等测量结果。
六、实验总结通过本实验，我们了解了微波测量的基本原理和方法。
微波测量广泛应用于通信、测距、雷达、卫星等领域，具有重要的实际应用价值。
2021年北邮微波测量实验报告
《微波射频测量技术基础》试验汇报题目: 微波射频测量技术基础学院: 电子工程学院班级:姓名:学号: xxxxxx试验一微波同轴测量系统熟悉一、试验目1、了解常见微波同轴测量系统组成, 熟悉各部分构件工作原理, 熟悉其操作和特征。
2、熟悉矢量网络分析仪操作以及测量方法。
二、试验内容1、常见微波同轴测量系统认识, 简明了解其工作原理。
微波同轴测量系统实物图以下图所表示:微波同轴测量系统包含三个关键部分: 矢量网络分析仪、同轴线和校准元件或测量元件。
各部分功效以下:（1）矢量网络分析仪: 对RF领域放大器、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器件进行幅频特征、反射特征和相频特征测量。
（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, 以尽可能减小系统误差。
b.测量元件: 待测量原件（如天线、滤波器等）, 可方便地经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操作以及测量方法。
注意在试验汇报中给出仪器使用汇报包含下列内容: 矢量网络分析仪面板组成以及各部分功效。
试验中包含面板组成及功效:①显示器: 用于向用户显示仪器目前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”按钮点击后显示出目前频率范围中间值; “跨度”按钮点击后显示出目前频率范围差值大小。
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, 试验中选择是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”按钮后能够给输出曲线添加光标,得到部分点正确坐标值, 可添加多个光标并进行移动。
⑤“调解”按钮: 可用于调解光标位置使之在曲线上移动。
⑥“输入”区: 用于对仪器部分参数进行输入, 如开始和截止频率值可在此处进行设置。
微波电路EDA实验报告
AWR方面：1）应用工具Tune Tool，将某些元件设置为可调的，通过调节元件观察S参数的变化；2）优化电路，通过工程浏览页的Optimizer Goals项设置优化目标；通过主菜单的Draw\Add Equation，定义变量；通过主菜单的Simation\Optimize，设置优化参数；选择局部优化执行优化；3）利用Tools\TXLine（传输线计算器）进行微带线、同轴线等尺寸计算；4）利用iFilter Filter Wizard(智能滤波器向导)模块设置滤波器。
HFSS方面：1）建模时可以用Tab快捷键输入坐标值；2）创建参数进行分析求解，定义输出变量；3）创建S参数（或其他输出变量）与某一变量的关系曲线图；4）创建优化分析求解，特别是成本函数的添加设置。
1949
5658
3255
5658
2005
图1.1原型滤波器电路图（已优化）
图1.2原型滤波器测量图（已优化）
图1.3微带线结构滤波器原理图（未优化）
图1.4微带线结构滤波器测量图（未优化）
图1.5微带线结构滤波器原理图（优化后）
图1.6微带线结构滤波器测量图（优化后）
图1.7微带线结构滤波器布线视图（二维）
1）高阻抗线
先计算高阻抗线的宽度。已知条件：εr=9.0，f0=1.1GHz,H=800um,T=10um,阻抗Z0h=106Ω，通过工具TXLine计算得W、εre;
再计算高阻抗线的长度（手算）：
2)低阻抗线
先计算低阻抗线的宽度。已知条件：εr=9.0，f0=1.1GHz,H=800um,T=10um,阻抗Z0l=106Ω，通过工具TXLine计算得W、εre;
单端口微波网络S参数测量讲诉
单端口网络S 参数测量系统摘 要：在一个网络或系统中，描述其特性的参数有很多，[Z]、[Y]、[A]参量是以端口归一化电压和电流来定义的，这些参量在微波频段很难准确测量。
而[S]参量由归一化入射波电压和归一化反射波电压来定义，容易测量，且具有直观的物理意义，故在微波网络中的应用较多。
首先我们分析n 端口网络S 参数，然后特殊化为单端口，考虑实际测量单端口网络[S]参量的方法，分析测量误差来源，并采用了一定的测试技术进行误差修正，得到了器件性能指标的精确测试结果。
最终结合资料，分析近代微波测试技术的主要特点。
关键词：S 参数；扫频反射计；不确定度；定向耦合器；检波器一.散射参数首先以二端口网络为例，明确散射参数具体含义，如图，设n a 代表网络第n 端口的归一化入射波电压，n b 代表n 端口的归一化反射波电压，它们与同端口的电压关系为0i n n U a Z =0r n nU b Z =（其中，0n Z 为第n 端口的参考阻抗）若为线性网络，a 与b 有线性关系，二端口网络可以写出1111122b S a S a =+ 即：[][][]b S a =其中：11122122[][]S S S S S = 2211222b S a S a =+（具体参数求解与定义可参见参考文献[1]宋铮、张建华、唐伟《电磁场微波技术与天线》中微波基础部分）Z01 Z02a1 b1 a2 b2双端口网络二.系统基本原理网络分析仪是通过测定线性网络的反射参数和传输参数，获得该网络参数频域、时域特性等几乎所有网络特性的测量仪器， S 参数是其中最基本的特性参数。
网络分析仪分为 2 类：(1)标量网络分析仪：只测量线性系统的幅度信息；(2)矢量网络分析仪：可同时进行幅度传输特性和相位特性测量。
网络分析仪测量S参数的精度是衡量其性能的重要标准。
网络的S参数只有在完全匹配的系统中测量时,测量结果才是精确的。
而在网络分析仪中,既使用了无源器件,又使用了有源器件,同时其内部的微带线并不是完全和其它连接点匹配,因此,其性能并不是完全理想的,这就要求必须对网络分析仪在测量过程中的误差进行分析,通过数学分析的方法把误差从实际测量中去掉,从而提高测量的精度。
微波基本参数的测量实验报告
微波基本参数的测量实验报告摘要本次实验利用相关的一系列仪器对微波的频率、功率、驻波比进行测量，掌握了微波技术的基本知识和实验方法。
通过实验了解微波传输系统的原理及组成，掌握微波的基本测量方法，达到更进一步的认识微波的目的。
关键词微波、频率、功率、波长、驻波比正文微波成为一门技术科学，开始于20世纪30年代。
微波技术的形成以波导管的实际应用为其标志，若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发明，是另一标志。
在第二次世界大战中，微波技术得到飞跃发展。
因战争需要，微波研究的焦点集中在雷达方面，由此而带动了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测量等技术的研究和发展。
至今，微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科，又是不断向纵深发展的学科。
一、实验原理简析1．实验仪器与元件(1)固态信号源：固态信号源产生微波信号输出，实现内方波周制，由体效应管振荡器，可变衰减器,PIN调制器组成。
(2)选频放大器：主要用于放大微弱低频交流信号。
(3)驻波测量线：它是一段开有长槽的波导与一个可沿线移动的带有晶体检波器的探针和调谐机构组成。
(4)功率计：功率计由功率探头和指示器两部分组成。
主要用于功率的测量。
(5)衰减器：衰减器是一段波导，在垂直波导宽边并沿纵向向插入吸收片，使通过波的损耗达到衰减，可调节吸收片进入波导的深度以改变衰减量。
(6)匹配负载：匹配负载一般做成波导段的形式，终端短路，并包含有一些安置在电场平面内的吸收片，吸收片做成特殊的劈形以实现与波导间的缓变过度匹配。
(7)隔离器：是一种氧气非互易元件，具有单向衰减特性，即波从正面通过，衰减极小，而反面通过时衰减很大，常用于振荡器与负载之间，起隔离作用，使振荡器工作稳定。
(8)波导管：波导管是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子。
波导管用来传送超高频电磁波，通过它脉冲信号可以以极小的损耗被传送到目的地，特别适用于大功率微波系统。
实验二微波元件特性参数测量实验报告
实验⼆微波元件特性参数测量实验报告微波技术基础实验实验名称：微波元件特性参数测量班级：通信学号：U2013姓名：2016年3⽉31⽇⼀实验⽬的1、掌握利⽤⽮量⽹络分析仪扫频测量微带谐振器Q 值的⽅法。
2、学会使⽤⽮量⽹络分析仪测量微波定向耦合器的特性参数。
3、掌握使⽤⽮量⽹络分析仪测试微波功率分配器传输特性的⽅法。
⼆实验原理1. 微波谐振腔Q 值的测量品质因数Q 是表征微波谐振系统的⼀个重要的技术参量，品质因素Q 描述了谐振系统频率选择性的优劣及电磁能量损耗程度。
它定义为0022T ll W W W Q W PT P ππω=== 其中l P 为腔的平均损耗功率，W 为腔内的储能。
品质因素Q 的测量⽅法很多，例如：功率传输法、功率反射法、阻抗法等等，通常可根据待测谐振腔Q 值的⼤⼩、外界电路耦合的程度及要求的精度等，选⽤不同的测量⽅法。
本实验主要运⽤扫频功率传输法来测量微带谐振器的Q 值。
功率传输法是根据谐振腔的功率传输特性来确定它的Q 值。
图2-1表⽰测量谐振腔功率特性的⽅框图。
图2-1 测量谐振腔功率传输特性的⽅框图当微波振荡源的频率逐渐改变时，由于谐振腔的特性，传输到负载的功率将随着改变，它与频率的关系曲线如图2-2所⽰。
图2-2 谐振腔传输功率与频率的关系曲线根据功率传输法测量谐振腔的等效电路可推得，谐振腔两端同时接有匹配微波源和匹配负载时的有载品质因数为0021L f fQ f f f==-?（2-1）式（2-1）中0f 为谐振腔的谐振频率，1f 、2f 是传输功率2P ⾃最⼤值下降到⼀半时的“半功率点”的频率。
2f 与1f 之间的差值f ?为谐振频率的通频带。
2.微波定向耦合器2.1 ⼯作原理与特性参数定向耦合器是⼀种有⽅向性的微波功率分配器件，通常有波导、同轴线、带状线及微带线等⼏种类型。
理想的定向耦合器⼀般为互易⽆损四⼝⽹络，如图2-3所⽰。
定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传输的微波功率经过⼩孔或间隙等耦合机构，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传输（称正⽅向），⽽在另⼀个⽅向⼏乎没有或极少功率传输（称反⽅向）。
微波实验报告
信息与通信工程学院微波实验报告班级：2009211111班姓名：周颖学号：09210329日期：2012年5月目录实验二微带分支线匹配器 (3)实验目的 (3)实验原理 (3)实验内容 (4)实验步骤与结果 (4)单支节 (4)双支节 (8)实验三微带多节阻抗变阻器 (13)实验目的 (13)实验原理 (113)实验内容 (113)实验步骤与结果 (114)实验四微带功分器 (17)实验目的 (17)实验原理 (17)实验内容 (19)实验步骤与结果 (19)心得体会 (22)实验二微带分支线匹配器一、实验目的1．熟悉支节匹配器的匹配原理2．了解微带线的工作原理和实际应用3．掌握Smith图解法设计微带线匹配网络二、实验原理支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。
单支节匹配器，调谐时主要有两个可调参量：距离d和由并联开路或短路短截线提供的电纳。
匹配的基本思想是选择d，使其在距离负载d处向主线看去的导纳Y是Y0+jB形式。
然后，此短截线的电纳选择为-jB，根据该电纳值确定分支短截线的长度，这样就达到匹配条件。
双支节匹配器，通过增加一个支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配（但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。
三、实验内容已知：输入阻抗 Zin=75Ω负载阻抗 Zl=（64+j35）Ω特性阻抗 Z0=75Ω介质基片εr=2.55，H=1mm假定负载在2GHz时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1=1/4λ，两分支线之间的距离为d2=1/8λ。
画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz的变化。
四、实验步骤1．根据已知计算出各参量，确定项目频率。
2．将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在smith圆上。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微波电路S参数测量实验报告
一、 实验目的
掌握微波电路S参数的基本概念、测试的原理和方法。
二、实验内容
用矢量网络分析仪测试微波滤波器的二端口S参数。
三、 基本原理
网络分析仪中最常用的应用是矢量网络分析仪，它是用来测量、分析各种微波器件和组件S
参数的高精度仪器，在整个行业中使用率极高，作为重要仪器很多从事产品研发和测试的电子工程
师都有可能需要使用。矢量网络分析仪的原理如图1所示。
图1 矢量网络分析仪的原理图
上图中各部分的功能如下：
A、信号源：提供被测件激励输入信号，被测器件通过传输和反射对激励波作出响应，被测器
件的频率响应可以通过信号源扫频来获取，由于测试结构需要考虑多种不同的信号源参数对系统造
成的影响，故一般我们采用合成扫频信号源。
B、信号分离装置：含功分器和定向耦合器，分别提取被测件输入和反射信号，从而测量出它
们各自的相位和幅度大小，测试装置可以单独也可以集成到分析仪的内部。
C、接收机：对被测件的反射、传输和输入信号进行测试；采用调谐接收机可以提供最好的灵
敏度和动态范围，还能抑制谐波和寄生信号。
D、处理显示单元：对测试结果进行处理和显示，它作为多通道一起，需要有基准通道和测试
通道，通过二者的比较才能知道测试的精准度，它的显示功能很强大并且灵活，如多种标记功能、
极限线功能等，给系统和元器件的性能和参数测试带来很大的便利性。
矢量网络分析仪本身自带了一个信号发生器，可以对一个频段进行频率扫描. 如果是单端口测
量的话，将激励信号加在端口上，通过测量反射回来信号的幅度和相位，就可以判断出阻抗或者反
射情况。 而对于双端口测量，则还可以测量传输参数。
图2 利用网络分析仪测微波电路的S参数
微波滤波器可看作是一个二端口网络，具有选频的功能，可以分离阻隔频率，使得信号在规
定的频带内通过或被抑制。
滤波器按其插入衰减的频率特征来分有四种类型：（1）低通滤波器：使直流与某一上限角频率
ω
C（截至频率）之间的信号通过，而抑制频率高于截至频率ωC
的所有信号；（2）高通滤波器：使
下限频率ω
C以上的所有信号通过，抑制频率在ωC以下的所有信号；（3）带通滤波器：使ω1至ω2
频率范围内的信号通过，而抑制这个频率范围外的所有信号。（4）带阻滤波器：抑制ω
1至ω2
频率
范围内的信号，而此频率范围外的信号可以通过。
测试前需要特别注意的一点是，如果待测件是有源器件，连接待测件前一定先将网络分析仪的
两个端口的输出功率降到-25dBm以下。否则不但不会得到正确的测试结果，而且还有可能将网络
分析仪损坏。这一点是测量有源器件时需要特别注意的一点。
四、微波滤波器技术指标
工作频率：9.36GHz；
电压驻波比：<1.3；
插入损耗：< 1dB。
五、 实验步骤
1、 矢量网络分析仪开机；
2、 矢量网络分析仪校准；
3、 连接矢量网络分析仪与被测器件；
4、按下“PRESET”键，准备进行设置，并设置监视的频率范围：按下“FREQ”键，按下“CENTER”
软键，使用数字键输入扫频段的中心频率，例如9360，然后按下“MHz”软键。同时按下“SPAN”
软键，输入测量带宽，使用数字键输入“500”，然后按下“MHz”软键。
5、S参数测试：将电缆接好后，在网络分析仪屏幕上观察S参数曲线。
6、改换频点测量，记录到数据表格。
测试数据记录表
频率（GHz） S参数 9.36 9.26 9.46
11
S
(VSWR)
2.1228 2.4358 1.9193
22
S
(VSWR)
1.4564 2.5194 1.3441
21
S
(dB)
-0.32625 0.35320 -0.75465
六、实验报告内容
1、简述微波电路测量原理；
通过给被测件一个激励产生了传输信号和反射信号，通过定向耦合器将两者分开，再通过仪器
内部的信号处理模块最后可以测得原件的S参数。
2、简述微波电路S测量系统组成和测量步骤；
组成：源，功分器，开关，定向耦合器，接收机和传输线
1）对矢量网络分析仪进行参数设置
2）对矢量网络分析仪进行校准 单端口校准 双端口校准
3）接上滤波器，进行测试 。
原件图
3、测量结果；
S11
S21
S22
七、心得体会
通过这次实验，让我对微波网络的S参数以及测量方法有了更深一步的了解，了解了定向耦合
器以及功分器，并且学会了仪器的简单操作。