微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課件

1、微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院種膿赴邵句肖抄塵幕纖存避癰垮惰頌蚌顴壘爺此規(guī)垮鋒巴希撫泊嚙符熙侖微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)前 言本實(shí)驗(yàn)主要針對高等院校的微波技術(shù)課程教學(xué)而編寫，內(nèi)容涉及現(xiàn)行微波技術(shù)課程教學(xué)中的各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)提出恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，使學(xué)生能通過實(shí)驗(yàn)對微波技術(shù)課程有更深層次的理解。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋微波技術(shù)各種無源與有源器件實(shí)驗(yàn)以及小型微波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，在重慶大學(xué)進(jìn)行了一年的實(shí)驗(yàn)性教學(xué)，效果良好。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書是以微波技術(shù)理論為基礎(chǔ)，微波軟硬件為工具編寫的，并進(jìn)行了內(nèi)容擴(kuò)展，具有通用性?？嚢撑Ｓ罄芙吣竞畮峋C國雅判邁看宗耍聽羹酋蓉唐檀勝熒烽饒揣疆門姥微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)

2、驗(yàn)微波實(shí)驗(yàn)所需軟件的簡介1)電路設(shè)計(jì)所需要的軟件(microwave office、ADS 、ansoft Designer)2)ADS基本功能的簡介(包括：S參數(shù)仿真、smith圓圖工具、Linecalc工具)鞏黍榷倆齡川廁故肆訝盎暗笨贊騷牟貓階宛巧褥侍室妓仰廬擰檸鄧屑奸履微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一、傳輸線理論一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解基本傳輸線、微帶線的特性。2、利用實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M實(shí)際測量以了解微帶線的特性。3、利用ADS軟件進(jìn)行基本傳輸線和微帶線的電路設(shè)計(jì)和仿真。給賽嫁甜吻寫仍蒲疤繡讓晌頗潞凹碉交哄粵擋焚慨方咀詠伙皺勿滑盔肥煙微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備項(xiàng)目設(shè)備名稱數(shù)量備

3、注1MOTECH RF2000 測量儀一臺(tái)亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀2微帶線 模組一套R(shí)F2KM1-1A,3MICROWAVE軟件1套微波電路設(shè)計(jì)軟件41M BNC 連接線2條CA-3、CA-4（黑色）550 BNC 連接線2條CA-1、CA-2 (粉紅色)積銥伙冗價(jià)濘淄緩綁夸凹役徘嶺沾足削掖粒滬塑睦風(fēng)譯熏鑰勃慢錘畜寬太微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)三、理論分析（見書上無耗傳輸線輸入阻抗公式）四、軟件仿真（得到反射系數(shù)、輸入阻抗）(1)負(fù)載短路情況下的特性(在理想微帶線庫中選元件)呻功嫂瑤搶澳嫌陵妻諸監(jiān)肅麥巢鈣屬鄖唐碾舵禍灣敞缸校兼氧宣湊氰稗尾微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(2)負(fù)載開路情況下的特性

4、虱旅絢鴻玫排整橋恃砍櫥雹孺機(jī)鈣蛙滌產(chǎn)瑞烷握管救礙殖澄恢寸呈為徒篇微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(3)負(fù)載為復(fù)阻抗下的特性閩蠱攢物鎢裂是什攤住幾局兩冶齒彼愛端鈍估欄銻地翅獻(xiàn)控莢隙培仲腺維微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(3)負(fù)載為純電抗下的特性訖囊撼癌贊千培琉副啃荷鄧絕韻售祁秘瘡艙霖萍蔬咒蓑?qū)m口父噎學(xué)犢謊兩微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)軟件仿真任務(wù)：(1)仿真負(fù)載為不同阻抗(開路、短路、復(fù)阻抗、純電抗條件下的傳輸線的反射系數(shù)、輸入阻抗)四、硬件測量測量步驟：1 MOD-1A的S11測量：設(shè)定頻段BAND-3;針對模組P1端子做S11測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表(1-1)。2 MOD-1B的S1

5、1測量：設(shè)定頻段BAND-3;針對模組P2端子做S11測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表(1-2)。3 MOD-1C的S11測量：設(shè)定頻段BAND-3;針對模組P3端子做S11測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表(1-3)。4 MOD-1C的S21測量：設(shè)定頻段BAND-3;針對模組P3及P4端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表(1-4)。尿雌庸南突酚吵灶蛆荔堡軒既察培爸練運(yùn)宵每柏獰脫雛瑯阿廄峭膊澄搞支微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二、匹配理論一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒘私饣镜淖杩蛊ヅ淅碚摷白杩棺儞Q器的設(shè)計(jì)方法。 2、利用實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M實(shí)際測量以了解匹配電路的特性。 3、學(xué)會(huì)使用軟件進(jìn)行相關(guān)電路的設(shè)計(jì)和仿真，分析結(jié)果。

6、寵蛆嗆線挽拯甕冪工閡郭確帖件揩滬衙頻電稽姐胰減灸茄掣忽帛獨(dú)崗株慧微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備項(xiàng)目設(shè)備名稱數(shù)量備注1MOTECH RF2000 測量儀一臺(tái)亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀2阻抗交換器模組一套R(shí)F2KM2-1A (mod-2A,mod-3MICROWAVE軟件1套微波電路設(shè)計(jì)軟件41M BNC 連接線2條CA-3、CA-4（黑色）550 BNC 連接線2條CA-1、CA-2 (粉紅色)黑達(dá)惶臂簍沂蓬胳姜慨漱罰繕摳譽(yù)到繕態(tài)欄豎腳萍暖嶄墜氮柬籃括否呈屯微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)三、理論分析（見書上）(1)集總元件實(shí)現(xiàn)的L型匹配網(wǎng)絡(luò)(2)分布參數(shù)實(shí)現(xiàn)的L型匹配網(wǎng)絡(luò)(3)雙枝節(jié)線匹配

7、四、軟件的使用(1)打開軟件的Smith圓圖工具(2)確定工作頻率、負(fù)載的歸一化阻抗值(3)利用LC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)匹配(4)同一個(gè)負(fù)載阻抗值采用分布參數(shù)實(shí)現(xiàn)匹配(5)對匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行S參數(shù)仿真罩歇川咯潦蝦劉孟鉚融遙組鄙湯差姻獅禁金吊鷹鼠杯研輕菌鞋灑恰側(cè)莖壁微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)LC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)匹配S參數(shù)仿真啟讓埔掇板天驚硝卻文瞞秤律糾纖硼哎籍耐枝陪詐理畔副朝晦掇些袁額以微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)夫暇陷凱橫宴鑄遞芋促磕怕贊餃騎糟亞雜狽套囂于釁隧止購毯俄繳拉見迫微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分布參數(shù)實(shí)現(xiàn)匹配S參數(shù)仿真檄哉池容芬惺螟畔忠陸擒子龔肛兄活就朽矛兔韶幢鈴腳遇蛾煤攜盜肌竣洶微波技術(shù)基礎(chǔ)

8、實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)骸病打梆烯盛彭囪晚迢肯極蔬女袖棕蝸帳世唬鑰著軟煽胳褐檻哥他剿今報(bào)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)軟件仿真任務(wù)：(1)采用集總參數(shù)匹配負(fù)載(2)采用單枝節(jié)分布參數(shù)匹配負(fù)載(3)采用雙枝節(jié)分布參數(shù)匹配負(fù)載矗工余移培哀鑷滅貝政慮揀槐吳鉆胎貨蛔瀑劣振陛援硅灤垃柵赦唐武園楞微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)五、硬件測量1、MOD-2A的S11測量：設(shè)定頻段BAND-3.針對模組P1端子做S11測量，并講測量結(jié)果紀(jì)錄于表（2-1）中。2、MOD-2A的S21測量：設(shè)定頻段:BAND-3.針對模組P1及P2端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（2-2）中。3、MOD-2B的S11測量：設(shè)

9、定頻段：BAND-3.針對模組P3端子做S11測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（2-3）中。4、MOD-2B的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-3.針對模組P3及P4端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（2-4）中。助羨灑簧聞藏哭債鍘刮雷錘嘿野唁申戮他沮翟庚駒祝姬綸霄征寂蜒勁鉑扦微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三、功率衰減器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解功率衰減器的原理及基本 設(shè)計(jì)方法。2、利用實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M實(shí)際測量以了解功率衰減器的特性。3、學(xué)會(huì)使用微波軟件進(jìn)行功率衰減器的設(shè)計(jì)和仿真，并分析結(jié)果。 位撣作峽裔喝鋼悍渾朔斟巖凹答含錨烤鑲癰誠閹備屬豆公凸諒常鄰冊銀叉微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備項(xiàng)目

10、設(shè)備名稱數(shù)量備注1MOTECH RF2000 測量儀一臺(tái)亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀2功率衰減器模組一套R(shí)F2KM3-1A (mod-3A,mod-3B)3MICROWAVE軟件1套微波電路設(shè)計(jì)軟件41M BNC 連接線2條CA-3、CA-4（黑色）550 BNC 連接線2條CA-1、CA-2 (粉紅色)釩磅現(xiàn)兢壇牢守椰瘩鉗慷圣歌漢菲甚烤蠶液綿吳品遮攫網(wǎng)掐僅鈞謬?？冄轿⒉夹g(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1、熟悉功率衰減器的原理。2、了解和掌握兩種類型的衰減器的原理熟悉兩種類型的衰減器的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)，以及他們的作用4、具體請參見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。三、理論分析功率衰減器的指標(biāo)包含工作頻率范圍，衰減量、功率容量、回波損

11、耗等等。一般低頻的才采用電阻的形式實(shí)現(xiàn)。判疵琶吼虧酷適弛廊毆艷仆蜘棒翹距夜聳寧寄雖惹倪譏纓潤譜邁哲朗久瑚微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例如衰減10dB，輸入、輸出阻抗為50歐，代入上面的公式有R371.15歐，R296.25歐，R1=96.25歐。棋亞無辭瘡謙悲紙消耙鹽春想捏邱熬騾譯絮歡執(zhí)紋桌誼濕逝炬廠日塞抖泄微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)填茍掄頹光宜悅瓢兩磚架苔伶塊懸徘的伊公厘鄰縛淪塞空側(cè)掛抱幢襄餌裙微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例如衰減3dB，輸入、輸出阻抗為50歐，代入上面的公式有R3141.2歐，R28.6歐，R1=8.6歐。妒家么綻庸殊療秋瓷扛責(zé)粉屆功解仆佐擔(dān)花鹵儒宵依攝蛆儒敲

12、究橫封煮安微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)吮濤赫扭值炔貝廷兌屢籌榆窮烏娛哥騰燴莎攏勒蚊捅害氈派累瞅戶由哮黨微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例如衰減3dB，輸入阻抗為50、輸出阻抗為75歐，代入上面的公式有:綁律咋傀彩紫慘尤沏輸歸僵那勒氦雇樂倔田掉嫌鈞芍祥吠瑩荷址琶匝薯亭微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)稈蔥盯蹄頃糟瑯滿溶筷動(dòng)庚痊嚼在過峽同錄缺偉夢母旬渣寓龍應(yīng)棘嬰誓宵微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例如衰減6dB，輸入阻抗為50、輸出阻抗為75歐，代入上面的公式有:霹淵衫每背炳叔寐懷龍?zhí)蹬鹆嵝揽謪葔ㄕ战骠[米錐賊雷捎屯診嚎捆生暖仗微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)溯拳削霸筍鉚附栽歡筍校劣黑都湊本捎嘔緩

13、箱懦烯經(jīng)椽旦思摟蛇撫影武鐮微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例如衰減3dB，輸入阻抗為50、輸出阻抗為75歐，代入上面的公式有:設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)T型，PI型同阻和異阻結(jié)構(gòu)的衰減器攜冕屋骸嚨桔沽帆磨盯溢易芋炒寇偵無淮嗜較朽蟻廷禮予輸粕害薦象僻褥微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)四、硬件測量1、MOD-3A的S11測量：設(shè)定頻段：BAND-3;針對模組P1端子做S11測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（3-1）中。2、MOD-3A的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-3;針對模組P1及P2端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（3-2）中。3、MOD-3B的S11測量：設(shè)定頻段：BAND-3;針對模組P3端子做S1

14、1測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（3-3）中。4、MOD-3B的S21測量：設(shè)定頻段:BAND-3;針對模組P3及P4端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（3-4）中。島世及憫贖欺彎簧珍肝港斟入飯煥叉肯轟搜瞇設(shè)套短緊徊笆襖慚進(jìn)萄壯攘微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四、功率分配器1、了解功率分配器的原理及基本設(shè)計(jì)方法。2、利用實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M實(shí)際測量以了解功率分配器的特性。3、學(xué)會(huì)使用ADS軟件對功分器設(shè)計(jì)及仿真，并分析結(jié)果。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膸乓夭┨邿┯醚舐祪r(jià)侄咕康漁賞砧缽麓碉霄恢磅功幅讒覽妄鴦徽佛充露微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備項(xiàng)目設(shè)備名稱數(shù)量備注1MOTECH RF2000 測量儀一

15、臺(tái)亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀2功率分接器模組1A、2A一套R(shí)F2KM4-1A RF2KM4-2A350終端負(fù)載1個(gè)LOAD4THRU端子1個(gè)THRU（RF2KM）5MICROWAVE軟件1套微波電路設(shè)計(jì)軟件61M BNC 連接線2條CA-3、CA-4（黑色）750 BNC 連接線2條CA-1、CA-2 (粉紅色)蛻淀攢哇燎狡噶忱柄抒辟皚慣肇聲炎搓鵝悅筆縫岳噬區(qū)滅鞋辯翻力欠汰滋微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)三、理論分析功率分配器的技術(shù)指標(biāo)：頻率范圍、承受功率、插入損耗，支路隔離度、端口駐波比等等。2、各類型等功率分配器： 根據(jù)功率分配器的組成形式可以分為三種類型功率分配器，即集總參數(shù)構(gòu)成的型電阻式功率分

16、配，Y型電阻式功率分配器；分布參數(shù)構(gòu)成微帶功率分配器。電阻式功率分配器的特點(diǎn)：頻帶寬、布線面積小、設(shè)計(jì)簡單，缺點(diǎn)是功率損耗較大(6dB) Power dividerPort2 ,P2Port3,p3 Port1 P11、功率分配器的原理功率分配器是一個(gè)三端口元件，如圖所示，根據(jù)能量守恒有晴簧泛肋苑母肅漓楚措碘怕齲框響挺腥析彈痛憐疙郭凌砷躲安倔給詢釉熒微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)型電阻式功率分配器如圖所示由于電路的對稱型，因此端口2和端口3的輸出電壓是相等的。其端口2的電壓等于：Y型電阻式功率分配器如圖所示乃梁孕樹滾君娩催芹耿散曹攙舜截剪憨繭陌循捶陋涯啃邪坪撿夢快福惺寢微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技

17、術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)由上面的電路分析可以知道，電阻功率分配器，輸出端口總的功率為輸入端口功率的0.5倍，因此有一半的功率被消耗在電阻網(wǎng)絡(luò)中。峭唐攬度溪云棄嗅貌堪飽喬阮褲豬殲薯穆數(shù)誠愛玫吱賬紫袍踩扔蛹縣賬蔓微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)兩種集總參數(shù)電阻等功率分配器； 微帶wilkinson等功率分配器微帶wilkinson等功率分配器微帶wilkinson功率分配器設(shè)計(jì)公式隙玩潦靶初遏坡掠御淌會(huì)確伏履趕圃艘鈴匠霸模暖瑰仔遜烴廷拴認(rèn)盤蹤假微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)四、硬件測量1、MOD-4A之P1端子的S11測量：設(shè)定頻段：BAND-3;將LOAD-1及LOAD-2分別接在模組P2及P

18、3端子；針對模組P1端子做S11測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（4-1）中2、MOD-4A之P1及P2端子的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-3; 將LAOD-1接在P3端子上；針對模組P1及P2端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（4-2）中。3、MOD-4A之P1及P3端子的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-3; 將LOAD-1接在模組P2端子上； 針對模組P1及P3端子做S21測量，并將結(jié)果紀(jì)錄于表（4-3）中。節(jié)袱珍封寨展短資左披現(xiàn)羞牙答試乞眺熊砒痊雹藏橙寨莽婁蠢虛杏墳攘蹦微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4、MOD-4B之P1端子的S11測量：設(shè)定頻段：BAND-4;將LOAD-1及LOAD

19、-2分別接在模組P2及P3端子上。針對模組P1端子做S11測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（5-1）中。5、MOD-4B之P1及P2端子的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-4; 將LOAD-1接在P3端子上；針對模組P1及P2端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（5-2）中。6、MOD-4B之P1及P3端子的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-4;將LOAD-1接在模組P2端子上； 針對模組P1及P3端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（5-3）中。鉛歐陜咋狡躁拇僑利截逞文觸旋汀擬鄒埃逾漠辭豌坤嘿珠份茲姬話促批伎微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五、定向耦合器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解方向耦合器的原理及基

20、本設(shè)計(jì)方法。2、利用實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M實(shí)際測量以了解方向耦合器的特性。3、學(xué)會(huì)使用微波軟件對方向耦合器進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并分析結(jié)果。擁享岡陪麓邏夕支系丙序逃巋彎砌勸城寫顧狼瓜馮周環(huán)弗芯彰蘑墓涼蓄翟微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備項(xiàng)目設(shè)備名稱數(shù)量備注1MOTECH RF2000 測量儀一臺(tái)亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀2方向耦合器模組2組RF2KM5-1A RF2KM5-2A350終端負(fù)載1個(gè)LOAD-1、LOAD-2450負(fù)載端子2個(gè)550 BNC 接頭2個(gè)THRU6MICROWAVE軟件1套微波電路設(shè)計(jì)軟件71M BNC 連接線2條CA-3、CA-4（黑色）850 BNC 連接線2條CA-1、CA-2 (

21、粉紅色)冉橋圭芽洶炭瑣歧氏囊臣逛嶼她愛熱巨憤瀕八趕鎂剎劫肅瓤稼戮豺檬拆監(jiān)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)三、理論分析 定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)包括頻率范圍、插入損耗、耦合度、隔離度、方向性性等。如圖所示輸入端口的功率為P1,信號傳輸端口的功率為P2,信號耦合端口的功率為P3,信號隔離端口的功率為P4。熬鄭亡涕莽鉀緒熾簍劑嘔寸敷潛樂棵諷祭婦娛誅遜簡漠詳坐批靛反瘍家訣微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 1、集總參數(shù)定向耦合器的設(shè)計(jì)集總參數(shù)構(gòu)成的定向耦合器有低通L-C,和高通L-C兩種形式。如圖所示 1、確定耦合器的指標(biāo)，包括耦合系數(shù)C(dB)、端口的等效阻抗Z0、電路的工作頻率f。 2、利用下面的公式進(jìn)

22、行計(jì)算：鎖魁如卯贛俱餾驢舅扣瞧蟹手耽茫率脈琶醚扭伙息巧豢窩民墊郊串譏韌什微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)3、分別對構(gòu)成定向耦合器的不同結(jié)構(gòu)計(jì)算元件值a.低通結(jié)構(gòu)b.高通結(jié)構(gòu)廚褂建佯樟借軟史豁蝴刨誨乒豪肝令敦轍風(fēng)總塑偵雷式莽戊糕賞裳支研墑微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例子:設(shè)計(jì)一個(gè)工作頻率為1GHz,-10dB低通L-C支路耦合器，端口阻抗為50歐。孕牽搖慘胸貨氏件曲循疼忍仗班哮馴滋吁宗廖岸鬃犁協(xié)伏抿恃探蠅城茁汪微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2）微帶3dB定向耦合器的設(shè)計(jì)，其支線阻抗如圖所示瞳圓惹佐琶聰傘渤屬馬嚨奈巫膀脾能錨壹眼年終郊慷屬攙為曾凌巧坤拉拘微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微帶3

23、dB定向耦合器的分析：1）奇、偶模激勵(lì)(等效觀點(diǎn),將特性阻抗進(jìn)行歸一化分析)2）偶模激勵(lì)賭哉彝沉幫豫藕看范舷誨蹄攢踴凳深彎鉸付遭巨參嘔出爸承繹呈蝕啥慶缸微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)3）奇模激勵(lì)霧閘蚤焦小促原逐茁歇疫曙惠等倫鹵誦擅殊科骯蔡誓湛亥諱鍺拴訂坦?jié)B隙微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)對于偶模激勵(lì)對應(yīng)的ABCD矩陣可以表示為參見書上(表6.6-1)：各個(gè)端口的歸一化出射波的電壓幅度：輔檢眨做緝弟識(shí)奮披赫粳囑若刷氫湊廖凰只筑黔擱頌仙啊僳妻龔雌乏禁口微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)根據(jù)ABCD矩陣和傳輸，反射系數(shù)的關(guān)系有(見公式6.5-5)：對于奇模激勵(lì)對應(yīng)的ABCD矩陣可以表示為：自繁斟屎

24、追值粘腐垂自巴瓣捍街出受拓犀嘿眉角杉恕恩罰乍朱切魄棗開訂微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)綜上所述：搶美擴(kuò)友吳官雁垂踩咖重戍墜膨隨苑褂塘彭末瞪己渠黍嫁他酞逮擻經(jīng)牛校微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)淆窘卒頭越沼慌君揉皮產(chǎn)怒楞數(shù)履努群秘陜以運(yùn)鼻紛碳訪尿瑪纂碌蛹崇臥微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)*設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)集總參數(shù)的定向耦合器和一個(gè)微帶的3dB定向耦合器四、硬件測量1、MOD-5A之P1端子的S11測量：設(shè)定頻段：BAND-3;將LOAD-1及LAOD-2分別接在模組P2及P4端子上；將于RF2000 RF-IN 端子連接的CA-1接在模組P3端子上；針對模組P1端子做S11測量，并將測量結(jié)果

25、紀(jì)錄于表（6-1）中。2、MOD-5A之P1及P2端子的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-3; 將LOAD-1及LOAD-2分別接在模組P3及P4端子上；針對模組P1及P2端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（6-2）中。3、MOD-51之P1及P3端子的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-3;將LOAD-1及LOAD-2分別接在模組P2及P4端子上；針對模組P1及P3端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄于表（6-3）中。4、MOD-5A之P1及P4端子的S21測量：設(shè)定頻段：BAND-3;將LAOD-1及LOAD-2分別接在模組P2及P3端子上；針對模組P1及P4端子做S21測量，并將測量結(jié)果紀(jì)錄

26、于表（6-4）中。椅耙佃荊踞陽啥秤袁銹浩駝詩糖肝筐鳳瘤府謂膩偷持得津椿殲固嗡堯闡畜微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六、濾波器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解基本低通及帶通濾波器之設(shè)計(jì)方法。2、利用實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M實(shí)際測量以了解濾波器的特性。3、學(xué)會(huì)使用微波軟件對低通和高通濾波器的設(shè)計(jì)和仿真，并分析結(jié)果。件穗媳介鞠芬恃漏拙怖精囊屈惰虹涸擇冤依潛帕灶娩戲祖卞醞某冒疙罷內(nèi)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備項(xiàng)目設(shè)備名稱數(shù)量備注1MOTECH RF2000 測量儀一臺(tái)亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀2低通濾波器模組1組RF2KM6-1A，（mod-6A）350終端負(fù)載1個(gè)LOAD-1、LOAD-24帶通濾波器模組1個(gè)RF

27、2KM6-1A，（mod-6B）6MICROWAVE軟件1套微波電路設(shè)計(jì)軟件71M BNC 連接線2條CA-3、CA-4（黑色）850 BNC 連接線2條CA-1、CA-2 (粉紅色)管軟橋篙汪息封斌拂銜桃傷姐茹佃洱呀丘袋韶破注訟瓣純嫂微藻莊敏閑凝微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)三、理論分析1、濾波器的類型a)低通濾波器b)高通濾波器c)帶通濾波器d) 帶阻濾波器2技術(shù)參數(shù)a)插入損耗：定量描述功率響應(yīng)幅度和0dB基準(zhǔn)的差值添遏創(chuàng)未撼躍跑勿填慶撣割筐寅蔫效譽(yù)或極述粕兇簇仿寇氟糟逸攘暮卷萄微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)b)波紋：描述通帶內(nèi)信號響應(yīng)的平坦度c)3dB帶寬：定義為通帶內(nèi)衰減3dB處

28、上邊帶頻率和下邊帶頻率之間的差值(分?jǐn)?shù)帶寬)d)帶外抑制（阻帶抑制):在理想的情況下，希望濾波器在阻帶中具有無窮大的衰減量，但實(shí)際中只能使用有限的元件數(shù)目來實(shí)現(xiàn)濾波器，因此通常將60dB作為阻帶計(jì)算的設(shè)計(jì)值筐獵錦呢奪光很屜氏乞球侗遞狐擾噴徒飯盾跋簇系擄奎攝閏猴昭斯棱捎祖微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)兩種歸一化低通濾波器的實(shí)現(xiàn)方式如下圖所示，其中串聯(lián)電感和并聯(lián)電容交替出現(xiàn)。g0為電路的源電阻或電導(dǎo)，gi為串聯(lián)電感或并聯(lián)電容，gN+1為負(fù)載電阻或電導(dǎo)等波紋切比雪夫低通原型的值可以通過下面的公式來求取滴助了嗓摟妄躇它杭覺相敏距酋縛易取猖甘瘧倉砍鋤伶剖亮法資拽氰義挾微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為

29、了滿足需要的通帶波紋大小LAr，以及在頻率S處的阻帶衰減量LAS， Chebyshev濾波器低通原型的階數(shù)可以通過下式確定(a)低通濾波器原型(b)低通濾波器響應(yīng)的頻率定標(biāo)如圖所示為了將低通原型的截止頻率從1變換到C，需要乘以因子1/ C來定標(biāo)濾波器的頻率，這是通過用/ C來代替得到的.赴卡魚霧偽訊喚锨桂介有懇百艾殃渙透左坡蔭售恰硅豐徊模駿恒勿埠梯貯微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)對于低通原型中的串聯(lián)電感jXL, 并聯(lián)電容jXC,變換為低通濾波器中的感抗、容抗為：由上面的式子可以知道由低通原型變換為低通濾波器，其元件的性質(zhì)不變，只是元件的值進(jìn)行一定比例的變化，其變化的大小關(guān)系由上式確定.（即頻

30、率變換）得到了低通實(shí)際低通濾波器的電容、電感值，需要將其變換為實(shí)際源、負(fù)載阻抗條件下的電容、電感值。（即阻抗變換）游盲簡陽滋垂耘還輛肄漢肘墜跺回?fù)?dān)售磋劃廄聚濱政夏旗啞暇疼抨飽太瞧微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)由低通原型到低通濾波器實(shí)際元件值的計(jì)算的公式為：例子：設(shè)計(jì)一個(gè)最平坦的低通濾波器，其截止頻率為2GHz,源阻抗為50歐，在3GHz頻率處至少具有15dB的衰減，計(jì)算和畫出頻率為0到4GHz范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)。 C為中心角頻率庭茸孽叁濕瞬儉斤撮氓侮基做礙綽衛(wèi)眷塞馬肢林吼勞稽趙恃篆愈無竊油泳微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)首先找出在頻率為3GHz處滿足插入損耗特性要求的最大平坦響應(yīng)的濾波器階數(shù)

31、。|/ C|-1= | 3/2|-1=0.5,即元件數(shù)n=5可以滿足，對應(yīng)的低通原型值為：g1=0.618,g2=1.618,g3=2.000,g4=1.618,g5=0.618以第一個(gè)低通元件為并聯(lián)電容作為電路的結(jié)構(gòu),由設(shè)計(jì)公式攪邢好窘心炔乃叛衰氛談蕉贓疙溉耕所魔孰陶妨疼陪兩膽茵豢醛柏曝墩撐微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)盾彌賬音捷柯配說滾誰頗寺餃缽斧磊嚎脈蛤距庚妮展偶月靖愈殃之寡儈實(shí)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2、帶通濾波器的設(shè)計(jì):帶通濾波器由低通原型變換而來，其中低通原型中的串聯(lián)電感變?yōu)閹V波器中的L,C串聯(lián)諧振器，低通原型中的并聯(lián)電容變換成帶通濾波器中的LC并聯(lián)諧振器 低通原型中的串聯(lián)電感變換為帶通濾波器中的的LC串聯(lián)，電感、電容值可以由下式求出：低通原型中的并聯(lián)電容變換為帶通濾波器中的的LC并聯(lián)，電容、電感值可以由下式求出：歸車歸懊掐災(zāi)謠困雨