常用测量仪器的使用.doc

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常用测量仪器的使用
及微波基础知识简介
一、微波简介
・什么是微波？
* VHF（甚高频）频率:30~300MHz；波K；:10-lm
* 业毫米波 频率:300~3000GHz；波长
| GHz)
波怪(cm)
F減段
133 ；0
1 2
30 5
2 4
15 7. 5
4 8
i'. 5 . 75
獭段
口 d Q 匚
3. 75 . 4
Cj J. S3
KjM段
12. 5 8
2 4 1. 67
赠段
18 & 5
1. 13
Ka波段
26. 5 40
0. 75
主要的器件功能及参数
■开关：利用偏压使半导体元件工作于正向 或反向状态，构成开关。
按功能分为：通断开关，控制传输系统中微波 信号的通断，如：单刀单掷；转换开关： 控制信号在两个或多个传输系统中转换。 如：单刀双掷或单刀多掷。
参数:插入损耗、驻波、隔离度、开关吋间
主要的器件功能及参数
■衰减器；用电信号的控制衰减量，与开关 电路不同，开关电路的信号是从一个极值 跳变到另一个极致，己实现开关电路的通、 断；而电调衰减器中，电控信号大多为连 续可变，以实现衰减量的连续可调。
■参数：衰减量（各状态的损耗）及误差量、 驻波
主要的器件功能及参数
■移相器：加入控制信号使网络的输入和输 出信号之间产生相位移动。
■指标：相移量极其误差量、驻波、开关速 度、承受功率和插入损耗；
主要的器件功能及参数
■限幅器：对小功率信号几乎无衰减地通过, 而对大功率信号却产生大的衰减，信号愈 强衰减越大。
■参数：插损、承受功率、驻波、恢复时间、 限幅电平
参数的定义及单位
■插损、隔离度、衰减：输出信号相对输入 信号的减少程度；单位dB
■驻波：最大电压(电流)与最小电压(电 流)之比，无单位物理义
反射系数「：反射功率与入射功率之比
「=(VSWR-1)/ (VSWR+1)
■开关时间：开关从开到关，以及从关到开 所需时间
单位：ns,ps
参数的定义及单位
■功率容量：
■单位:W或dBm
■限幅电平：大功率条件下限幅器输出的电 平，单位mW或dBm
■恢复时间：大功率脉冲停止以后限幅器的 插入损耗恢复到低电平插入损耗的3dB以内 所需时间，单位ns
经常测量的参数及其含义
■二端口微波网络
■ al和bl分别为端口 1的归一化入射屯压波 和反射电压波；a2和b2分别为端口2的归 一化入射电压波和反射电压波
■二端口微波网络的输入和输出Z间的关系町以衷示为
-式（1）称做散射方程，叫散射矩阵或散射参数。
-由式（1）可以得出二端口网络的S参数为：
.Sll= ,即当端口2匹配时（ZL=ZO）,端口 1的反射系数;
.S22= ,即艸端口 1匹配时（ZS = ZO）,端口2的反射系数:
即当端口 1匹配时，端口
,即当端口2匹配时，端口
■ S12 =
2到端口 1的传输系数;
-S21 =
1到端口 2的传输系数。
■通过上向的分析我们可以看出，微波网络的S参数具冇确 定的物理意义。实际上，我们以往所经常使用的如Z参数、 Y参数和H参数等均可以通过计算与S参数互相换算。但在 微波频率上，只冇S参数是可以测量出来的，这样也就解 决了微波网络参数的测量问题。
■输入、输岀反射损耗及电压驻波比
（VSWR）
* 反射损耗（LR）是在输入信号保持不变 的情况下，从短路器反射的电压与从被测 负载反射的电压值比，并用dB表示。
* LR=20log
■式中，p为被测负载的反射系数。
如何实现以上所提及参数的测量
■矢量网络分析仪：S参数（即散射参数）
■功率系统的搭建及注意事项
■开关时间的测量及如何搭建系统
■限幅电平/大功率状态下产品的损耗
品或者足不同的指标，就需要不同的微波测试仪器。
所以往往是如r5前频按制農
常故测芳籍裟鸟喲理嵌渊撫割席瞌奮诂雛Ldl节捫%需 应绝对禁I上仪器的带电连接操作和调试时的带电悍接。在微波测试仪
网络分析仪
■网络分析仪町以分成标量 网络分析仪和矢量网络分 析仪。
■欠量网络分析仪主耍用來 测试如、增益、插损、带 外抑制、X/SWR、S参数 （包括幅值和相位）、阻 抗、插入相移、群延时等 指标；而标量网络分析仪 则只能测试上述指标中与 相位无关的参数
矢量网络分析的校准步骤
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* STEP2