搞怪的皮蛋
范文一：微波测量实验
微波测量实验
学院: 电子工程学院 班号: 2014211202 学号: 2014210
姓名:
班内序号:
目录
实验一微波同轴测量系统的熟悉 .......................................... 3
一、实验目的 ....................................................................... 3
二、实验内容 ....................................................................... 3
三、思考题 ........................................................................... 6 实验二微波同轴测量系统校准方法 ...................................... 8
一、实验目的 ....................................................................... 8
二、实验内容 ....................................................................... 8 实验三利用微波同轴测量系统进行实际器件测量 .......... 20
一、实验目的 ..................................................................... 20
二、实验内容 ..................................................................... 20
三、实验结果截图及分析 ............................................... 21
MATLAB代码: ............................................................... 31 实验心得 ................................................................................... 42
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。
注意在实验报告中需画出微波同轴测量系统图，并说明各元件和仪器在系统中作用 。
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:
a) 矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能
,1, 微波同轴测量系统实物图
,2, 主要组成部分及其功能
, 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。
, 同轴线:连接矢量网络分析仪和校准元件或测量元件。 , 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。 , 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。
,3,矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能
面板组成 功能
CRT显示器 显示仪器当前工作状态和测试结果。
在测量放大器、滤波器、宽带无源器件、电缆等BEGIN ,开始, 被测时能快速、简便的配臵仪器，可引导用户完成初
始步骤，根据用户的选择自动配臵仪器。 ENTRY ,数据输入, 数字键、旋轮和上下键，用于数据输入。
SAVERECALL:存储或调用数据。
SYSTEM,系统功能, HARD COPY:打印或者存储测量曲线、数据。
SYSTEM OPTIONS:系统选项。
PRESET ,复位, 复位仪器。
SCALE:设臵垂直方向的分辨率和参考位臵等。
DISPLAY:显示设臵。
CAL:校准菜单。
CONFIGURE,配MARKER:频标功能键。
置, FORMAT:数据显示格式。
AVG:平均功能设臵和中频带宽设臵。
FREQ:频率设臵。
SOURSE ,源, SWEEP:设臵扫描方式、扫描时间。
POWER:RF信号输出开关或者设臵RF信号输出功
率。
MENU:设臵扫描点数及单次扫描、连续扫描或保持
等。
MEAS MEAS1:设臵通道1的测量方式。
,测量通道, MEAS2:设臵通道2的测量方式。
软键 对应的功能显示在左边显示屏上。
亮度调节旋钮 调节显示器亮度。
电源开关 打开或关闭整机电源
U盘接口 Usb盘接口 RF OUT ,射频输出, 射频信号输出口，N型K头。 RF IN ,射频输入, 射频信号输入口，N型K头。
b) S 参数测量步骤
,1, 将一个待测的二端口网络通过同轴线接入矢量网络分析 仪，组成一个微波同轴测量系统
,2, 然后经过SOLT校准,消除系统误差,
,3, 在矢量网络分析仪上调处S参数测量曲线，读出相应的二端口网络的S参量，保存为s2p数据格式和cst数据格式的文件。
c) 如何用Smith圆图显示所测结果以及如何与直角坐标转换 TOOLS工具栏下，下拉选项中可得到simth圆图的显示以及转换直角坐标 d) 如何保存所测数据，以及可存的数据格式
点击【文件】>【另存为】，然后选择相应的保存目录 可保存的数据格式为.jpg图片格式。
e) 开路校准件的电容值设定(校准系数)
在校准菜单下的CalKit,校准件,选项里，打开校准件的开路件对话框。对应公式:C(f)=C0+C1f+C2f2+C3f3
f) 短路校准件的电感值设定(校准系数)
在校准菜单下的CalKit,校准件,选项里，打开校准件的短路件对话框。对应公式:C(f)=L0+L1f+L2f2+L3f3
g) 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校准方法，即短接、开路、负载和直通。
三、思考题
1、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，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:
z11z121+s11s121?s11?s12,,=z0,,,,-1 z21z22s211+s22?s211?s22
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。
注意在实验报告中需给出各校准方法所用校准件以及说明其工作原理，画出各校准方法所用的误差模型，并解释各误差项
? 所用标准件
SOLT:短路标准件、开路标准件、负载标准件和直通线 TRL:直通标准件、反射标准件和直通线
? 工作原理:
利用各种校准件，求出在不同条件下的外部参数，利用一系列的运算，导出
误差盒的特征储存在仪器内部，然后就可以从测量数据计算出经过误差校准
的S参量。
? 误差模型
, EDF，EDR:反射参数，衡量VNA耦合器分离前向波和反射波程度，
数值越大越好。小的反射参数会导致信号的耦合泄漏。
ERF:传输参数，误差与反射测量相关，可以用短路和屏蔽开路, ERR，
校准件进行测量。
, EXF，EXR:隔离，串扰，误差与串扰相关，可以通过测量接匹配负载
的1口和2口来确定。
, ESF，ESR以及 ELF，ELR:信号源匹配和负载匹配，指信号源与50欧
姆负载的匹配程度以及负载的质量，这些误差可以通过测量S11和S22
确定。
, ETF，ETR:传输参数，误差与传输测量相关，通过测量1、2口互连时
的传输确定。
, 网络分析仪的校准即是通过数学的方法消除以上误差项，得到被测器件
真实参量(Sa11，Sa12，Sa21，Sa22)的过程。
? TRL和SOLT的优缺点
, TRL方法:计算简单，但该方法需要网络分析仪具有四个接收机，分别检测
信号a0,a1,b0,b3,以正向为例,;
SOLT方法:只需要三个校准件，分别检测信号a0,b0,b3, , TRL方法:仅需要简单的校准件，不需要理想的强反射件,理想的开路或短
路,，并且传输线校准件比较容易实现;
SOLT方法:需要很多的校准件，并且校准件的性能指标对校准结果的影响较大,
, SOLT方法:比较适用于同轴环境，也可以用于高频探针和在片测量;
TRL方法:比较适用与非同轴环境，例如共面波导，微带线等, , TRL方法:传输线的工作频带和起始频率的关系是8:1，因此TRL校准是
窄带的，宽带的TRL校准需要多个不同长度的线，这样会浪费面积,
SOLT方法:是宽带的。
, SOLT校准方法得到的测试结果明显优于TRL。另外在校准和测试过程中，
采用TRL校准方式的测试由于不同的传输线适应不同带宽的校准频率范围，
校准和测试必须分段进行，所以在测试结果中可以看到曲线的不连续性。
2、掌握矢量网络分析仪的SOLT校准步骤以及校准精度验证方法。
注意在实验报告中包括下列内容:
1) 校准前测量各校准件S参数，并保存数据
a)校准前开路图:
b)校准前短路图:
c)校准前负载图
d,校准前直通图
f,校准前的反射
2)矢量网络分析仪SOLT的校准步骤
响应?校准?校准向导?选择双端口solt?测量机械标准?一次选择1端口短路、开路、负载、直通，2端口短路、开路、负载进行校准。
3,校准后测量各校准件,开路、短路、匹配和直通,S参数，并保存数据
a)校准后开路对数图及simth圆图
s参数初始在1位置，随着频率变话顺时针沿边缘移动，校准后曲线严格沿边缘移动，并且曲线较平滑。
b)校准后短路对数图及simth圆图
s参数初始在-1位置，随着频率变话顺时针沿边缘移动，校准后曲线严格沿边缘
移动，并且曲线较平滑。
c)校准后负载对数图及simth圆图
s参数始终位于Smith原图中心。校准后参数不在发散，位于单位圆中心。
d,校准后直通对数图
4,经过对比可以发现
开路:网络开路，г=1，校准后s参数是一条值为0db的水平线，在圆图上随频率变化顺时针移动，由图知，校准精确度很高,
短路:网络短路，г=-1，校准后s参数是一条值为0db的水平线，在圆图上随频率变化逆时针移动，由图知，校准精确度很高,
负载:网络负载匹配，г=0，s参数db值应很小，在圆图上位于圆心一点，由图知，s参数是db=-50db，足够小，因而校准精确度很高。
直通:电路网络直通，г=0，s参数db值应很小，在圆图上位于圆心一点，由图知，s参数是db=-50db，因此满足条件，校准精确度很高。
分析比较校准前后的数据可以发现，经过校准后有效的减少了原来的误差，带宽的微弱变化虽然很小，但是对于误差来说还是足够证明每次连接测量器件之前校准步骤都是必要的，而且在校准过程中，有校准之后的图形可分析:在Smith圆图上，开路和短路不再是一圈圈缠绕的线，已经减少到靠近开路和短路点的一段线，匹配点经过校准后已经非常接近理论上的一个点而不是一个区域。所以，校准之后的测量才是符合实际的近乎标准值，在未校准时进行的测量只能大概估计下元件的类型及带宽，对于精确的参数测量未校准时是完全不符合标准的。
实验三利用微波同轴测量系统进行实际器件测量 一、实验目的
1、利用SOLT校准方法进行微波同轴测量系统的校准。
2、测量各加工器件,天线、滤波器、功分器和耦合器等,的实际性能。 3、验证TRL校准方法，并和利用SOLT校准方法测量的结果进行对比。 二、实验内容
1、做完实验二的实验内容3后，测量各器件的S参数，并保存测量结果，通过去嵌误差模型，得到真实的器件S参数。报告中要给出具体编程计算过程,附编程程序,。
2、利用机器自带SOLT校准后，存储测量结果，并通过测量结果了解所测器件的工作原理以及性能，报告中包括以下内容
a) 器件的S参数测量曲线,
b) 通过分析其S参数，了解各器件所组成的网络的特性。
2、给出分别经过TRL和SOLT校准和没有校准的情况下各器件的测量性能，比较两类测量结果，给出实验报告，包括以下内容:
a) 未校准和TRL校准后各器件测量曲线比较,
b) 未校准和SOLT校准后各器件测量曲线比较,
c) 比较分析TRL和SOLT校准方法的测量精度。
三、实验结果截图及分析
a,测量天线:
校准前的天线，S截图: 11
校准后的天线，S截图: 11
说明:由该图形可以看出，该器件应该是个天线，是能够有效地向空间某特定方向辐射
电磁波或能够有效地接受空间某特定方向来的电磁波的装置。
图中明显的下陷处对应频率值是该天线发射时能有较好的性能。
b,测量滤波器:
校准前的滤波器:
校准后的滤波器，S: 11
由该图形可以看出，在频率比较小的时候，s12曲线值很小，然后开始增大，逐渐趋于平缓，然后频率达到一定程度后s11曲线下降，由此可见，该器件应该是个带通滤波器。 中心频率约在1.34Ghz，在1.28Ghz到1.41Ghz频率之间，通过性能比较好，实现带通。
c,测量耦合器:
说明:在微波系统中， 往往需将一路微波功率按比例分成几路， 这就是功率分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器。
定向耦合器是四端口网络，端口“?”为输入端，端口“?”为直通输出端，端口“?”为耦合输出端，端口“?”为隔离端，并设其散射矩阵为[S]。描述定向耦合器的性能指标有: 耦合度、隔离度、 定向度、输入驻波比和工作带宽。
校准前的耦合器:
, 耦合器 隔离 S 11
, 耦合器 耦合 S 11
, 耦合器 传输 S 11
, 校准后的耦合器:
, 耦合器 隔离S: 21
, 耦合器 耦合S: 21
, 耦合器 传输S: 21
d)测量功分器
校准前的功分器:
S截图: 11
校准后的功分器:
功分器 隔离S: 21
功分器 传输 S 、S: 1121
MATLAB代码:
———————————main.m—————————————
clc;
clear all;
[S11,S22,S12,Freq] = TRL();
[A,B,C,D] = SPara_TransferToABCD(S11,S22,S12,S12); [invA,invB,invC,invD] = invABCD(A,B,C,D);
while 1
disp(‘1、滤波器');
disp(‘2、功分器');
disp(‘3、耦合器隔离端');
disp(‘4、耦合器耦合端');
disp(‘5、耦合器直通端');
disp(‘6、天线');
DeviceNumber = input('请输入要处理的微波器件,输入0退出:'); if DeviceNumber == 0
return;
end
[ S11Device,S21Device,S12Device,S22Device ] = getSPara(DeviceNumber);
[Am,Bm,Cm,Dm] = SPara_TransferToABCD( S11Device,S22Device,S12Device,S21Device );
%计算DUT的ABCD参量
AF = zeros(201,1);
BF = zeros(201,1);
CF = zeros(201,1);
DF = zeros(201,1);
for N = 1:201
ABCD = [A(N),B(N);C(N),D(N)]; %误差盒ABCD矩阵
ABCDinv = [invA(N),invB(N);invC(N),invD(N)]; %误差盒ABCD逆矩阵
ABCDm = [Am(N),Bm(N);Cm(N),Dm(N)]; %DUT的ABCD矩阵
ABCDf = ABCDinv*ABCDm*ABCD;
AF(N) = ABCDf(1,1);
BF(N) = ABCDf(1,2);
CF(N) = ABCDf(2,1);
DF(N) = ABCDf(2,2);
end
[S11F,S21F] = ABCD_TransferToSPara( AF,BF,CF,DF ); subplot(1,2,1);
plot(Freq,-20*log10(abs(S11F)));axis([3*10^5 3*10^9 -50 50]); subplot(1,2,2);
plot(Freq,-20*log10(abs(S21F)));axis([3*10^5 3*10^9 -50 50]); end
———————————TRL.m—————————————
function [S11,S22,S12,Freq] = TRL()
%导入T部分数据
Data_T_S11 = read(rfdata.data,'TRL-T-S11.s2p'); Data_T_S21 = read(rfdata.data,'TRL-T-S21.s2p'); Freq = Data_T_S11.Freq;
S11_2 = Data_T_S11.S_Parameters(1,1,:);
T11 = reshape(S11_2,201,1);
S21 = Data_T_S21.S_Parameters(2,1,:);
T12 = reshape(S21,201,1);
%导入R部分数据
Data_R_S11 = read(rfdata.data,'TRL-R-S11.s1p'); S11_2 = Data_R_S11.S_Parameters(1,1,:);
R11 = reshape(S11_2,201,1);
%导入L部分数据
Data_L_S11 = read(rfdata.data,'TRL-L-S11.s2p'); Data_L_S21 = read(rfdata.data,'TRL-L-S21.s2p'); S11_2 = Data_L_S11.S_Parameters(1,1,:); L11 = reshape(S11_2,201,1);
S21 = Data_L_S21.S_Parameters(2,1,:); L12 = reshape(S21,201,1);
clear S11;
clear S21;
%计算传播因子e^(-γl)
l = 66.1*10^(-3); %传输线长度66.1mm One = ones(201,1);
%Propagation1为取正好的传播因子e^(-γl)，2为取负号的传播因子e^(-γl)
Propagation1 =
((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2+((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2).^2-4.*(L12.^2).*(T12.^2)).^0.5))./(2.*L12
.*T12);
Propagation2 =
((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2-((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2).^2-4.*(L12.^2).*(T12.^2)).^0.5))./(2.*L12.
*T12);
%分别计算两种情况的S22，S11，S12，Γ值 S22_1 = (T11-L11)./(T12-L12.*Propagation1); S11_1 = (T11-S22_1.*T12);
S12_1 = (T12.*(One-S22_1.^2)).^0.5;
GammaL1 = (R11-S11_1)./(S12_1.^2+S22_1.*(R11-S11_1));
S22_2 = (T11-L11)./(T12-L12.*Propagation2); S11_2 = (T11-S22_2.*T12);
S12_2 = (T12.*(One-S22_2.^2)).^0.5;
GammaL2 = (R11-S11_2)./(S12_2.^2+S22_2.*(R11-S11_2));
%求两种情况的Γ的相位以取舍
AngleGammaL1 = angle(GammaL1);
AngleGammaL2 = angle(GammaL2);
Angle = zeros(201,1);
S22 = zeros(201,1);
S11 = zeros(201,1);
S12 = zeros(201,1);
%遍历两种情况下的Γ相位矩阵，挑选相位[0,π]内的情况，取出其S22，S11，S12值
for N = 1:201
if AngleGammaL1(N)>0
Angle(N) = AngleGammaL1(N);
S22(N) = S22_1(N);
S11(N) = S11_1(N);
S12(N) = S12_1(N);
end
if AngleGammaL2(N)>0
Angle(N) = AngleGammaL2(N);
S22(N) = S22_2(N);
S11(N) = S11_2(N);
S12(N) = S12_2(N);
end
end
end
————————————getSPara.m—————————————
function [ S11Device,S21Device,S12Device,S22Device ] = getSPara( DeviceNumber )
%UNTITLED4 Summary of this function goes here % Detailed explanation goes here
switch DeviceNumber
case 1
Data_S = read(rfdata.data,'Filter.s2p'); case 2
Data_S = read(rfdata.data,'GongFenqi.s2p'); case 3
Data_S = read(rfdata.data,'GeliDuan.s2p'); case 4
Data_S = read(rfdata.data,'OuheDuan.s2p'); case 5
Data_S = read(rfdata.data,'ZhitongDuan.s2p'); case 6
Data_S = read(rfdata.data,'TianXian.s1p'); otherwise
disp(‘输入不正确，请重新输入'); end
S11 = Data_S.S_Parameters(1,1,:);
S21 = Data_S.S_Parameters(2,1,:);
S22 = Data_S.S_Parameters(2,2,:);
S12 = Data_S.S_Parameters(1,2,:);
S11Device = reshape(S11,201,1);
S21Device = reshape(S21,201,1);
S22Device = reshape(S22,201,1);
S12Device = reshape(S12,201,1);
end
————————SPara_TransferToABCD.m————————
function [ A,B,C,D ] = SPara_TransferToABCD( S11,S22,S12,S21 ) %UNTITLED2 Summary of this function goes here % Detailed explanation goes here
A = zeros(201,1);
B = zeros(201,1);
C = zeros(201,1);
D = zeros(201,1);
for N = 1:201
S = S11(N)*S22(N)-S12(N)*S21(N);
A(N) = (1+S11(N)-S22(N)-S)/(2*S21(N));
B(N) = (1+S11(N)+S22(N)+S)/(2*S21(N));
C(N) = (1-S11(N)-S22(N)+S)/(2*S21(N));
D(N) = (1-S11(N)+S22(N)-S)/(2*S21(N)); end
end
————————ABCD_TransferToSPara.m————————
function [ S11,S21 ] = ABCD_TransferToSPara( A,B,C,D ) %UNTITLED5 Summary of this function goes here % Detailed explanation goes here
S11 = zeros(201,1);
S21 = zeros(201,1);
for N = 1:201
S11(N) = (A(N)+B(N)-C(N)-D(N))/(A(N)+B(N)+C(N)+D(N));
S21(N) = 2/(A(N)+B(N)+C(N)+D(N));
end
end
———————————invABCD.m———————————
function [ invA,invB,invC,invD ] = invABCD( A,B,C,D ) %UNTITLED3 Summary of this function goes here % Detailed explanation goes here
invA = zeros(201,1);
invB = zeros(201,1);
invC = zeros(201,1);
invD = zeros(201,1);
for N = 1:201
ABCD = [A(N),B(N);C(N),D(N)];
inverseABCD = inv(ABCD);
invA(N) = inverseABCD(1,1);
invB(N) = inverseABCD(1,2);
invC(N) = inverseABCD(2,1);
invD(N) = inverseABCD(2,2); end
end
1、 滤波器
TRL校准,
2、功分器
TRL校准,
3、耦合器隔离端
4、耦合器耦合端 TRL校准
5、耦合器直通端 TRL校准
TRL校准过程中其他相关截图:
1、合并S11、S21两个S2P文件
2、ADS仿真获得S22、S12
3、导出S11、S21、S12、S22到一个S2P文件
4、Matlab用到的所有文件列表
结果分析:
1、滤波器
在频率比较小的时候，s12曲线值很小，然后开始增大，逐渐趋于平缓，然后频率达到一定程度后s11曲线下降，由此可见，该器件应该是个带通滤波器。 中心频率约在2.535Ghz，在2.415Ghz到2.640Ghz频率之间，通过性能比较好，实现带通。
2、功分器
同耦合器直通端，起功率等分作用。
3、耦合器
在微波系统中，往往需将一路微波功率按比例分成几路，这就是功率
分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器。定向耦合器是四端口网络，端口“?”为输入端，端口“?”为直通输出端，端口“?”为耦合输出端，端口“?”为隔离端，并设其散射矩阵为[S]。描述定向耦合器的性能指标有:耦合度、隔离度、定向度、输入驻波比和工作带宽。
4、天线
由图可以看出，天线是能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接受空间某特定方向来的电磁波的装置。
图中明显的下陷处对应的2.340Ghz频率值下该天线发射时能有较好的性能。
TRL校准结果中，S11与SOLT校准结果相似，但S22差距较大。
实验心得
通过这次的微波测量实验，让我不仅更加深刻的体会到了微波工程技术这门课的许多知识，而且认识及学习了矢量网络分析仪的使用。学会了微波中许多元器件的测量和校准。
除了实验课上需要完成的普通元器件的测量和校准，我们还需要通过Matlab完成课本上的TRL校准。但是因为期末考试袭来，各种课程复习课业繁重，而Matlab编程又比较复杂而且没有可以参考的样本，所以也有借鉴了他人的资料。
通过Matlab代码的编写和调试，也让我更加理解了TRL校准。当
然途中也遇到了许许多多的问题，通过询问老师和学长也终于都得到了解决。在此也谢谢老师和学长的耐心帮助。
总之，不论是什么实验，我都希望自己能够得到收获，不光是知识上的，心理上的也希望自己能够收获，能够成长更多，飞得更远。
范文二：微波测量实验
微波邮量邮邮
学院, 邮子工程院学
班,号 2014211202
学号, 2014210
姓名,
班序,内号
目邮
邮邮一微波同邮邮量系邮的熟悉一、邮邮目的
1、了解常用微波同邮邮量系邮的邮成～熟悉各部分件的工作构
原理～熟悉其操作和特性。
2、熟悉矢量邮分析邮的操作以及邮量方法。网
二、邮邮容内
1、常用微波同邮邮量系邮的邮邮～邮要了解其工作原理。
注意在邮邮邮告中需出微波同邮邮量系邮邮～邮明各元件和邮器在系邮中作用画并 。2、掌握矢量邮分析邮的操作以及邮量方法。网
注意在邮邮邮告中邮出邮器使用邮告包括下列容,内
a) 矢量邮分析邮的面板邮成以及各部分功能网
;1, 微波同邮邮量系邮邮物邮
;2, 主要邮成部分及其功能
,矢量邮分析邮,邮网RF邮域的放大器、衰器、天邮、同邮邮邮、邮波器、分支分减
配器、功分器、合器、隔器、邮形器等耦离RF器件邮行幅邮特性、反射特性
和相邮特性邮量。
, 同邮邮,邮接矢量邮分析邮和校准元件或邮量元件。网
, 校准元件,邮微波同邮邮量系邮邮行使用前校准～以量小系邮邮差。尽减 , 邮量元件,待邮量的原件;如天邮、邮波器等,～可方便地通邮同邮邮和矢量邮网
分析邮邮起。来
;3,矢量邮分析邮的面板邮成以及各部分功能网
面板邮成功能
CRT邮示器邮示邮器前工作邮和邮邮邮果。当状
在邮量放大器、邮波器、邮邮无源器件、邮邮等被邮邮能
BEGIN ;邮始,快速、邮便的配邮器～可引邮用邮完成初始步邮～根据臵
用邮的邮邮自邮配邮器。臵
ENTRY ;据邮入,数 字邮、旋邮和上下邮～用于据邮入。数数
SAVERECALL,存邮或邮用据。数 SYSTEM ;系邮功HARD COPY,打印或者存邮邮量曲邮、据。数
能, SYSTEM OPTIONS,系邮邮邮。PRESET ;邮位, 邮位邮器。
SCALE,邮垂直方向的分辨率和考位等。臵参臵
DISPLAY,邮示邮。臵
CAL,校准菜邮。
CONFIGURE;配MARKER,邮邮功能邮。 置,FORMAT,据邮示格式。数
AVG,平均功能邮和中邮邮邮邮。臵臵
FREQ,邮率邮。臵
SOURSE ;源,SWEEP,邮邮描方式、邮描邮邮。臵
POWER,RF信邮出邮邮或者邮号臵RF信邮出功率。号
MENU,邮邮描点及邮次邮描、邮邮邮描或保持等。臵数
MEAS MEAS1,邮通道臵1的邮量方式。
;邮量通道,MEAS2,邮通道臵2的邮量方式。
邮邮 邮邮的功能邮示在左邮邮示上。屏
亮度邮邮旋邮邮邮邮示器亮度。
邮源邮邮 打邮或邮邮整机邮源
U邮接口 Usb邮接口
RF OUT ;射邮邮出, 射邮信邮出口～号N型K邮。RF IN ;射邮邮入, 射邮信邮入口～号N型K邮。b) S 邮量步邮参数
;1, 一待邮的二端口邮通邮同邮邮接入矢量邮分析将个网网
邮～邮成一微波同邮邮量系邮个
;2, 然后邮邮SOLT校准,消除系邮邮差～
;3, 在矢量邮分析邮上邮邮网S邮量曲邮～邮出相邮的二端口邮的参数网S量～保存参邮s2p据格式和数cst据格式的文件。数
c) 如何用Smith邮邮邮示所邮邮果以及如何直角坐邮邮邮与 TOOLS工具邮下～下拉邮邮中可得到simth邮邮的邮示以及邮邮直角坐邮
d) 如何保存所邮据～以及可存的据格式数数
点邮【文件】>【存邮】～然后邮邮相邮的保存目邮另 可保存的据格式邮数.jpg邮片格
式。
e) 邮路校准件的邮容邮邮定(校准系数)
在校准菜邮下的CalKit;校准件,邮邮里～打邮校准件的邮路件邮邮。邮邮公式,框C(f)=C0+C1f+C2f2+C3f3
f) 短路校准件的邮感邮邮定(校准系数)
在校准菜邮下的CalKit;校准件,邮邮里～打邮校准件的短路件邮邮。邮邮公式,框C(f)=L0+L1f+L2f2+L3f3
g) 邮器提供什邮邮的校准方法
邮器提供SOLT校准方法～TRL校准方法等集中校准方法～邮邮中使用SOLT校准方法～短接、邮路、邮邮和直通。即
三、思考邮
1、是否可以直接邮行邮路的邮量～邮什邮,如何邮量的参数从S邮出邮路参数参数 答,不可以～因邮微波同邮邮量系邮只能邮于微波的入射和反射的邮邮邮流邮系邮行分析。
S到参数Z的邮邮公式如下,参数
z11z12z21z22=z01s11s12s211s221s11s12s211s22++-----1
邮邮二微波同邮邮量系邮校准方法一、邮邮目的
1、了解常用微波同邮邮量系邮的校准方法以及精度。 2、熟悉矢量邮分析邮的网SOLT校准步邮以及校准精度邮邮方法。 二、邮邮容内
1、邮邮常用微波同邮邮量系邮的校准方法～了解其校准原理和邮缺
点。
注意在邮邮邮告中需邮出各校准方法所用校准件以及邮明其工作原理～出各校准方画法所用的邮差模型～解邮各邮差邮并
1所用邮准件
SOLT:短路邮准件、邮路邮准件、邮邮邮准件和直通邮
TRL,直通邮准件、反射邮准件和直通邮
2工作原理,
利用各邮校准件～求出在不同件下的条参数运外部～利用一系列的算～邮出邮
差盒的特征邮存在邮器部～然后内从数就可以邮量据邮算出邮邮邮差校准的S量参。3邮差模型
,EDF～EDR,反射～参数衡量VNA合器分前向波和反射波程度～耦离数
邮越大越好。小的反射邮参数会号耦致信的合泄漏。
,ERR～ERF,邮邮～邮差反射邮量相邮～可以用短路和参数与屏蔽邮路校准件邮
行邮量。
,EXF～EXR,隔～离与串邮～邮差串邮相邮～可以通邮邮量接匹配邮邮的1口和2
口定。来确
,ESF～ESR以及 ELF～ELR,信源号号与匹配和邮邮匹配～指信源50欧姆
邮邮的匹配程度以及邮邮的邮量～邮些邮差可以通邮邮量S11和S22定。确
,ETF～ETR,邮邮～邮差邮邮邮量相邮～通邮邮量参数与1、2口互邮邮的邮邮定。确
,网即数学真参邮分析邮的校准是通邮的方法消除以上邮差邮～得到被邮器件邮邮
量(Sa11～Sa12～Sa21～Sa22)的邮程。4TRL和SOLT的邮缺点
,TRL方法,邮算邮邮～但邮方法需要邮分析邮具网个号有四接收机～分邮邮邮信
a0,a1,b0,b3;以正向邮例,;
SOLT方法,只需要三校准件～分邮邮邮信个号a0,b0,b3～ ,TRL方法,邮需要邮邮的校准件～不需要理想的强反射件;理想的邮路或短
路,～并且邮邮邮校准件比邮容易邮邮;
SOLT方法,需要很并响多的校准件～且校准件的性能指邮邮校准邮果的影邮大～
,SOLT方法,比邮适用于同邮邮境～也可以用于高邮探邮和在片邮量;
TRL方法,比邮适用与非同邮邮境～例如共面波邮～微邮邮等～,TRL方法,邮邮邮的工作邮邮和起始邮率的邮系是8,1～因此TRL校准是窄邮的～
邮邮的TRL校准需要多个会不同邮度的邮～邮邮浪邮面邮～
SOLT方法,是邮邮的。
,SOLT校准方法得到的邮邮邮果明邮邮于TRL。另外在校准和邮邮邮程中～采用TRL
校准方式的邮邮由于不同的邮邮邮适邮不同邮邮的校准邮率范邮～校准和邮邮必邮分段邮行
所以在邮邮邮果中可以看到曲邮的不邮邮性。
2、掌握矢量邮分析邮的网SOLT校准步邮以及校准精度邮邮方法。
注意在邮邮邮告中包括下列容,内
1) 校准前邮量各校准件S～保存据参数并数
a)校准前邮路邮,
b)校准前短路邮:
c)校准前邮邮邮
d,校准前直通邮
f,校准前的反射
2)矢量邮分析邮网SOLT的校准步邮
邮响双?校准?校准向邮?邮邮端口solt?邮量机械邮准?一次邮邮1端口短路、邮路、邮邮、直通～2端口短路、邮路、邮邮邮行校准。
3,校准后邮量各校准件;邮路、短路、匹配和直通,S～保存据参数并数
a)校准后邮路邮邮及数simth邮邮
s初始在参数1位置～随并着邮率邮邮邮邮邮沿邮邮移邮～校准后曲邮邮格沿邮邮移邮～且曲邮邮平滑。
b)校准后短路邮邮及数simth邮邮
s初始在参数-1位置～随并着邮率邮邮邮邮邮沿邮邮移邮～校准后曲邮邮格沿邮邮移邮～且曲邮邮
平滑。
c)校准后邮邮邮邮及数simth邮邮
s始邮位于参数Smith原邮中心。校准后不在邮参数散～位于邮位邮中心。
d,校准后直通邮邮数
4,邮邮邮比可以邮邮
邮路,邮邮路～网г=1～校准后s是一邮邮参数条0db的水平邮～在邮邮上邮率邮随化邮邮邮
移邮～由邮知～校准精度确很高～
短路,邮短路～网г=-1～校准后s是一邮邮参数条0db的水平邮～在邮邮上邮率邮随化逆邮邮移邮～由邮知～校准精度确很高～
邮邮,邮邮邮网匹配～г=0～s参数db邮邮小～在邮邮上位于邮很心一点～由邮知～s参数是db=-50db～足邮小～因而校准精度确很高。
直通,邮路邮直通～网г=0～s参数db邮邮小～在邮邮上位于邮很心一点～由邮知～s参数是db=-50db～因此邮足条确很件～校准精度高。
分析比邮校准前后的据可以邮邮～邮邮校准后数减来有效的少了原的邮差～邮邮的微弱邮化邮然小～很来但是邮于邮差邮邮是足邮邮明每次邮接邮量器件之前校准步邮都是必要的～而且在校准邮程中～有校准之后的邮形可分析,在Smith邮邮上～邮路和短路不再是一圈圈邮邮的邮～已邮减靠少到近邮路和短路点的一段邮～匹配点邮邮校准后已邮非常接近理邮上的一点个个区而不是一域。所以～校准之后的邮量才是符合邮邮的近乎邮准邮～在未校准邮邮行的邮量只能大邮下元件的邮型及邮邮～邮于精的邮概估确参数
量未校准邮是完全不符合邮准的。
邮邮三 利用微波同邮邮量系邮邮行邮邮器件邮量一、邮邮目的
1、利用SOLT校准方法邮行微波同邮邮量系邮的校准。
2、邮量各加工器件;天邮、邮波器、功分器和合器等,的邮邮性能。耦
3、邮邮TRL校准方法～和利用并SOLT校准方法邮量的邮果邮行邮比。二、邮邮容内
1、做完邮邮二的邮邮容内3后～邮量各器件的S～保存邮量邮果～通邮参数并去嵌邮差模型～得到邮的器件真S。邮告中要邮出具邮程邮参数体算邮程;附邮程程序,。2、利用机器自邮SOLT校准后～存邮邮量邮果～通邮邮量邮果了解所邮器件的工作原并
理以及性能～邮告中包括以下容内
a)器件的S邮量曲邮～参数
b)通邮分析其S～了解各器件所邮成的邮的特性。参数网
2、邮出分邮邮邮TRL和SOLT校准和没况两有校准的情下各器件的邮量性能～比邮邮邮量邮果～邮出邮邮邮告～包括以下容,内
a)未校准和TRL校准后各器件邮量曲邮比邮～
b)未校准和SOLT校准后各器件邮量曲邮比邮～
c)比邮分析TRL和SOLT校准方法的邮量精度。
三、邮邮邮果截邮及分析
a,邮量天邮,
校准前的天邮～S截邮,11
校准后的天邮～S截邮,11
邮明,由邮邮形可以看出～邮器件邮邮是天邮～是能邮个有效地向空邮某特定方向邮射邮磁波或能
邮有效地接受空邮某特定方向的邮来装磁波的置。
邮中明邮的下陷邮邮邮邮率邮是邮天邮邮射邮能有邮好的性能。
b,邮量邮波器,
校准前的邮波器,
,校准后的邮波器～S11
由邮邮形可以看出～在邮率比邮小的邮候～s12曲邮邮小～然后邮始很增大～逐邮邮于平邮～然后邮率到一定程度后达s11曲邮下降～由此可邮～邮器件邮邮是邮通邮波器。个
中心邮率邮在1.34Ghz～在1.28Ghz到1.41Ghz邮率之邮～通邮性能比邮好～邮邮邮通。c,邮量合器,耦
邮明,在微波系邮中～ 往往需一路微波功率将几按比例分成路～ 邮就是功率分配邮邮。邮邮邮一功能的元件邮功率分配元器件合器。称即耦
定向合器是耦网四端口邮～端口“?”邮邮入端～端口“?”邮直通邮出端～端口“?”邮合邮出端～端口耦离并“?”邮隔端～邮其散射矩邮邮[S]。描述定向合器的性能耦指邮有, 耦离合度、隔度、 定向度、邮入邮波比和工作邮邮。
校准前的合器,耦
,耦离合器 隔 S11
,耦耦合器 合 S11
,耦合器 邮邮 S11
,校准后的合器,耦
,耦离合器 隔S:21
,耦耦合器 合S:21
,耦合器 邮邮S:21
d)邮量功分器
校准前的功分器,
S截邮,11
校准后的功分器,
功分器 隔离S,21
功分器 邮邮 S 、S,1121
MATLAB代邮,
———————————main.m—————————————clc;
clear all;
[S11,S22,S12,Freq] = TRL();
[A,B,C,D] = SPara_TransferToABCD(S11,S22,S12,S12);[invA,invB,invC,invD] = invABCD(A,B,C,D);
while 1
disp(‘1、邮波器');
disp(‘2、功分器');
disp(‘3、合器隔端耦离');
disp(‘4、合器合端耦耦');
disp(‘5、合器直通端耦');
disp(‘6、天邮');
DeviceNumber = input('邮邮入要邮理的微波器件,邮入0退出:');if DeviceNumber == 0
return;
end
[ S11Device,S21Device,S12Device,S22Device ] = getSPara(DeviceNumber);
[Am,Bm,Cm,Dm] = SPara_TransferToABCD( S11Device,S22Device,S12Device,S21Device );
%邮算DUT的ABCD量参
AF = zeros(201,1);
BF = zeros(201,1);
CF = zeros(201,1);
DF = zeros(201,1);
for N = 1:201
ABCD = [A(N),B(N);C(N),D(N)]; %邮差盒ABCD矩邮
ABCDinv = [invA(N),invB(N);invC(N),invD(N)]; %邮差盒ABCD逆矩邮
ABCDm = [Am(N),Bm(N);Cm(N),Dm(N)]; %DUT的ABCD矩邮
ABCDf = ABCDinv*ABCDm*ABCD;
AF(N) = ABCDf(1,1);
BF(N) = ABCDf(1,2);
CF(N) = ABCDf(2,1);
DF(N) = ABCDf(2,2);
end
[S11F,S21F] = ABCD_TransferToSPara( AF,BF,CF,DF );subplot(1,2,1);
plot(Freq,-20*log10(abs(S11F)));axis([3*10^5 3*10^9 -50 50]);subplot(1,2,2);
plot(Freq,-20*log10(abs(S21F)));axis([3*10^5 3*10^9 -50 50]);end
———————————TRL.m—————————————
function [S11,S22,S12,Freq] = TRL()
%邮入T部分据数
Data_T_S11 = read(rfdata.data,'TRL-T-S11.s2p');Data_T_S21 = read(rfdata.data,'TRL-T-S21.s2p');Freq = Data_T_S11.Freq;
S11_2 = Data_T_S11.S_Parameters(1,1,:);
T11 = reshape(S11_2,201,1);
S21 = Data_T_S21.S_Parameters(2,1,:);
T12 = reshape(S21,201,1);
%邮入R部分据数
Data_R_S11 = read(rfdata.data,'TRL-R-S11.s1p');S11_2 = Data_R_S11.S_Parameters(1,1,:);
R11 = reshape(S11_2,201,1);
%邮入L部分据数
Data_L_S11 = read(rfdata.data,'TRL-L-S11.s2p');Data_L_S21 = read(rfdata.data,'TRL-L-S21.s2p');S11_2 = Data_L_S11.S_Parameters(1,1,:);L11 = reshape(S11_2,201,1);
S21 = Data_L_S21.S_Parameters(2,1,:);
L12 = reshape(S21,201,1);
clear S11;
clear S21;
%邮算邮播因子e^(-γl)
l = 66.1*10^(-3); %邮邮邮邮度66.1mmOne = ones(201,1);
%Propagation1邮取正好的邮播因子e^(-γl)～2邮取邮的邮号播因子e^(-γl)
Propagation1 = ((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2+((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2).^2-
4.*(L12.^2).*(T12.^2)).^0.5))./(2.*L12.*T12);Propagation2 = ((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2-((L12.^2+T12.^2-(T11-L11).^2).^2-
4.*(L12.^2).*(T12.^2)).^0.5))./(2.*L12.*T12);
%分邮邮算两况邮情的S22～S11～S12～Γ邮S22_1 = (T11-L11)./(T12-L12.*Propagation1);S11_1 = (T11-S22_1.*T12);
S12_1 = (T12.*(One-S22_1.^2)).^0.5;
GammaL1 = (R11-S11_1)./(S12_1.^2+S22_1.*(R11-S11_1));
S22_2 = (T11-L11)./(T12-L12.*Propagation2);S11_2 = (T11-S22_2.*T12);
S12_2 = (T12.*(One-S22_2.^2)).^0.5;
GammaL2 = (R11-S11_2)./(S12_2.^2+S22_2.*(R11-S11_2));
%求两况邮情的Γ的相位以取舍
AngleGammaL1 = angle(GammaL1);
AngleGammaL2 = angle(GammaL2);
Angle = zeros(201,1);
S22 = zeros(201,1);
S11 = zeros(201,1);
S12 = zeros(201,1);
%遍邮邮两况情下的Γ相位矩邮～挑邮相位[0,π]内况的情～取出其S22～S11～S12邮
for N = 1:201
if AngleGammaL1(N)>0
Angle(N) = AngleGammaL1(N);
S22(N) = S22_1(N);
S11(N) = S11_1(N);
S12(N) = S12_1(N);
end
if AngleGammaL2(N)>0
Angle(N) = AngleGammaL2(N);
S22(N) = S22_2(N);
S11(N) = S11_2(N);
S12(N) = S12_2(N);
end
end
end
————————————getSPara.m—————————————
function [ S11Device,S21Device,S12Device,S22Device ] = getSPara( DeviceNumber )
%UNTITLED4 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes here
switch DeviceNumber
case 1
Data_S = read(rfdata.data,'Filter.s2p');
case 2
Data_S = read(rfdata.data,'GongFenqi.s2p');
case 3
Data_S = read(rfdata.data,'GeliDuan.s2p');
case 4
Data_S = read(rfdata.data,'OuheDuan.s2p');
case 5
Data_S = read(rfdata.data,'ZhitongDuan.s2p');
case 6
Data_S = read(rfdata.data,'TianXian.s1p');
otherwise
disp(‘邮入不正确～邮重新邮入');
end
S11 = Data_S.S_Parameters(1,1,:);
S21 = Data_S.S_Parameters(2,1,:);
S22 = Data_S.S_Parameters(2,2,:);
S12 = Data_S.S_Parameters(1,2,:);
S11Device = reshape(S11,201,1);
S21Device = reshape(S21,201,1);
S22Device = reshape(S22,201,1);
S12Device = reshape(S12,201,1);
end
————————SPara_TransferToABCD.m————————
function [ A,B,C,D ] = SPara_TransferToABCD( S11,S22,S12,S21 )
%UNTITLED2 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes here
A = zeros(201,1);
B = zeros(201,1);
C = zeros(201,1);
D = zeros(201,1);
for N = 1:201
S = S11(N)*S22(N)-S12(N)*S21(N);
A(N) = (1+S11(N)-S22(N)-S)/(2*S21(N));
B(N) = (1+S11(N)+S22(N)+S)/(2*S21(N));
C(N) = (1-S11(N)-S22(N)+S)/(2*S21(N));
D(N) = (1-S11(N)+S22(N)-S)/(2*S21(N));end
end
————————ABCD_TransferToSPara.m————————
function [ S11,S21 ] = ABCD_TransferToSPara( A,B,C,D )
%UNTITLED5 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes here
S11 = zeros(201,1);
S21 = zeros(201,1);
for N = 1:201
S11(N) = (A(N)+B(N)-C(N)-D(N))/(A(N)+B(N)+C(N)+D(N));
S21(N) = 2/(A(N)+B(N)+C(N)+D(N));end
end
———————————invABCD.m———————————
function [ invA,invB,invC,invD ] = invABCD( A,B,C,D )
%UNTITLED3 Summary of this function goes here% Detailed explanation goes here
invA = zeros(201,1);
invB = zeros(201,1);
invC = zeros(201,1);
invD = zeros(201,1);
for N = 1:201
ABCD = [A(N),B(N);C(N),D(N)];
inverseABCD = inv(ABCD);
invA(N) = inverseABCD(1,1);
invB(N) = inverseABCD(1,2);
invC(N) = inverseABCD(2,1);
invD(N) = inverseABCD(2,2);
end
end
1、邮波器
TRL校准,
2、功分器
TRL校准,
3、合器隔端耦离
4、合器合端耦耦TRL校准5、合器直通端耦
TRL校准
TRL校准邮程中其他相邮截邮,
1、合并S11、S21两个S2P文件
2、ADS邮得仿真S22、S12
3、邮出S11、S21、S12、S22到一个S2P文件
4、Matlab用到的所有文件列表
邮果分析,
1、邮波器
在邮率比邮小的邮候～s12曲邮邮小～然后邮始很增大～逐邮邮于平邮～然后邮率到达一定程度后s11曲邮下降～由此可邮～邮器件邮邮是邮通个邮波器。 中心邮率邮在2.535Ghz～在2.415Ghz到2.640Ghz邮率之邮～通邮性能比邮好～邮邮邮通。
2、功分器
同合器直通端～起耦
功率等分作用。
3、合器耦
在微波系邮中～往往需一将路微波功率按比例分成几路～邮就是功率分配邮邮。邮邮邮一功能的元件邮功率分配称元器件合器。定向即耦耦
合器是四端口邮～端口网“?”邮邮入端～端口“?”邮直通邮出端～端口“?”邮耦合邮出端～端口“?”邮隔离端～并邮其散射矩邮邮[S]。
描述定向合器的性能耦耦离指邮有,合度、隔度、定向度、邮入邮波比和工作邮邮。
4、天邮
由邮可以看出～天邮是能邮有效地向空邮某特定方向邮射邮磁波或能邮有效地接受空邮某特定方向的邮来装磁波的置。
邮中明邮的下陷邮邮邮的2.340Ghz邮率邮下邮天邮邮射邮能有邮好的性能。TRL校准邮果中～S11与SOLT校准邮果相似～但S22差距邮大。
邮邮心得
通邮邮次的微波邮量邮邮～邮我不邮更加深刻的到了微波工程体会技邮邮邮邮的邮多知邮～而且邮邮及邮了矢量邮分析邮的使用。了微波中邮学网学会
多元器件的邮量和校准。
除了邮邮邮上需要完成的普通元器件的邮量和校准～我邮邮需要通邮Matlab完成邮本上的TRL校准。但是因邮期末考邮邮～各邮邮程邮邮邮邮来繁重～而Matlab邮程又比邮邮邮而且有没参可以考的邮本～所以也有借邮了他人的邮料。
通邮Matlab代邮的邮和邮邮～写也邮我更加理解了TRL校准。然当途中也遇到了邮邮多多的邮邮～通邮邮邮老邮和邮学决也邮于都得到了解。在此也邮邮老邮和邮的学帮耐心助。
邮之～不邮是什邮邮邮～我都希望自己能邮得到收邮～不光是知邮上的～心理上的也希望自己能邮收邮～能邮成邮更多～邮得更邮。
范文三：微波测量实验
徐敏（005034） 王备（005025） 徐少磊（指导老师）
1． 熟悉各种波导元件的使用和特点；
2． 学会测量晶体检波器的检波率n.
在微波应用的很多情况下，只需知道微波功率的相对大小，而不必测量微波功率的绝对
值，这时可用晶体二极管检波器来检测和指示微波功率，晶体二极管的伏－安特性是非线性
的,其输出电流与微波电场之间的关系为
I=qEn
在小信号时,n=2,即平方律检波,晶体二极管的输出电流与微波功率成正比.当信号功率较大时,
则偏离平方律，即检波器的输出电流或电压与微波功率偏离线性关系。所以晶体检波器的检
波律n是个极为重要的量,不同检波管的检波特性差异很大。即使是同一个晶体二极管,其检波特性也不稳定。因此,在测量时需要对晶体检波律进行校准。 当忽略测量线的损耗和探针的影响时,测量线中全反射的驻波的电场分布为
,,,2 (1) ,,sinEE,dmax,,,g,,
式中d为探针距驻波节点的距离，,E为波腹处的电场强度；为波导波长。可见，某一gmax
d处的检波电流I(d)，就对应着该d处的相对场强E(d)/E，也就是说只要测出I(d)，就max
可知道E(d)/E，这就是晶体检波器的校准依据和原理。 max
【
晶体检波器校准装置如图（1）所示。校准时，将测量线终端短路，调节测量线的调谐
腔，使测量放大器的指示最大。探针深测量放大度调到适当位置，使探针在波腹点时有器适当的读数。由式（1）算出微波信号短路板E(d)/Emax源
随d的分布，然后测出相应的I(d)分布
（约10个点），就可以做出晶体校准曲
图(1)晶体检波器校准方框图
线
，，，，，，Id/I,fEd/E maxmax
为方便直观，常把，，，，Ed/E,sin2,d/,I(d)/I和画在对数坐标上因为maxgmax
nnI(d)/I,(E(d)/E)，，，，Id,kEd，所以把两边取对数得 maxmax
I(d)E(d)lg,nlg IEmaxmax
所以晶体检波率n由校准曲线斜率求得
I(d)lgImax n,E(d)lgEmax
IdlgImax n
2,lgsind,g
1、实验数据记录：
I(d),2E(d)i d(cm) I(d)(μA) lg lgdlgsin= IE,maxgmax
1 0.13 3.0 -1.40 -2.56
2 0.26 12.0 -0.80 -2.26
3 0.39 22.4 -0.51 -2.12
4 0.51 32.2 -0.37 -2.05
5 0.65 42.4 -0.25 -1.99
6 0.77 52.0 -0.16 -1.94
7 0.91 60.0 -0.10 -1.90
8 1.04 66.1 -0.06 -1.88
9 1.16 71.9 -0.02 -1.86
10 1.37 76.0 0 -1.85
2、实验数据处理
（1）最小二乘法处理数据：
a=3.652390 b=1.969324 r=0.999650 得到n=1.969324
（2）图解法处理数据：
根据上表数据作图
E(d)lgEmax
I(d) lgImax
1、熟悉波导元件的用途与特点；
2、学会用直接法测量驻波系数。
微波元件的驻波系数是输入波导中
最大点场强和最小点场强之比
Emax ,,Emin
当ρ不大于6时可用直接沿测量线测量驻
波最大点和最小点的场强得到，这就是直
接法测量驻波系数。 图（2）测量线中电场沿纵向分布
的检波电流I和对应E的maxmaxmin测量线的探针沿纵向移动，由测量放大器读出对应En,,InmaxI。因为所以 ,I,kE,,,min,,I,,min
（n由对晶体检波器校准得到）在检波功率电平很小条件下n=2
Imax ,,Imin
根据图示接好线路，记录测量线的探针纵向移动时，对应于EI的检波电流和对maxmax
应于IE的检波电流n由对晶体检波器进行校准得到。 minmin
测量放大器
被测器可变衰微波信隔离器件减器号源
波导测量线
图（1）直接法测量驻波系数
1： IImax=61.0μA I=5.0μA =3.5 ,,maxminImin
Imax2 I=88.0（μA） I=24.0 （μA） =1.9 ,,maxminImin
Imax3 I=39.0（μA） I=19.8（μA） =1.4 ,,maxminImin
1． 学会使用吸收式波长计测量波长和阻抗；
2 学会根据测得的数据使用史密斯圆图进行归一化阻抗的计算。
1、阻抗测量
负载阻抗（单端口网络阻抗）的测量可由驻波系数及其波节点位置换算得到，系统上的
输入阻抗周期性的变化，每隔λ/2阻抗重复一次，所以被测元件的输入阻抗可由测量线上距g
被测元件端口nλ/2的参考面T的输入阻抗来确定，测量时测得驻波系数和参考面到波节点g
的距离通过圆图换算确定被测元件的归一化阻抗。
选频放
大器
微波信号源
驻波测量线被测元件隔离器
图（）测量元件阻抗方框图
2、波长测量
波导中存在反射时就形成驻波，相邻两波腹和波节间的距离就是半个波长，所以很容易
在测量线上测得波长。但因为波腹点附近场强变化缓慢和在驻波系数较小时波节点附近场强
变化不尖锐，所以在测量线上测量波导波长准确度不高。精确测量要用谐振式波长计（通过
式波长计和吸收式波长计）。
1、波长测量：
选频放大
器波长计
晶体检波未知频率可变衰减隔离器器器信号源
λ图（）吸收式波长计
=4(9.62-8.56)cm=4.24cm g
2、归一化阻抗测量：
被测元件距最近波腹距离： d=0.34（cm）
驻波系数： =2 ,
查史密斯圆图得： 归一化阻抗为：Z=0.63+j0.45
范文四：微波测量实验报告
课题：微波射频测量技术基础姓名：学号：班级：学院：
北京邮电大学
微波测量
实验报告
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）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。 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。
1）矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能 面板组成图如下所示：
1
各部分功能如下：
9
8 13 7
14
2）S 参数测量步骤
a)将一个待测的二端口网络通过同轴线接入矢量网络分析仪，组成一个微波同轴测量系统，如下图所示：
b)然后经过SOLT校准,消除系统误差；
c)在矢量网络分析仪上调处S参数测量曲线，读出相应的二端口网络的S参量，保存为s2p数据格式和cst数据格式的文件。
三、思考题
1、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。（给出S参数到Z参数的转换公式，以及如何在ADS中应用。）
答：不可以，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：
1+s11s12z11z121?s11?s12
=z0
s211+s22?s211?s22z21z22
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，比如TRL和SOLT，了解其校准原理和优缺点。 a)SOLT校准
OLT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可以测量百分之一分贝数量级的功率和毫度级相位。常用的校准套件中都包含SOLT标准校准件。
? ? ? ? ? ?
EDF，EDR：反射参数，衡量VNA耦合器分离前向波和反射波程度，数值越大越好。小的反射参数会导致信号的耦合泄漏。
ERR，ERF：传输参数，误差与反射测量相关，可以用短路和屏蔽开路校准件进行测量。
EXF，EXR：隔离，串扰，误差与串扰相关，可以通过测量接匹配负载的1口和2口来确定。
ESF，ESR以及 ELF，ELR：信号源匹配和负载匹配，指信号源与50欧姆负载的匹配程度以及负载的质量，这些误差可以通过测量S11和S22确定。
ETF，ETR：传输参数，误差与传输测量相关，通过测量1、2口互连时的传输确定。 网络分析仪的校准即是通过数学的方法消除以上误差项，得到被测器件真实参量(Sa11，Sa12，Sa21，Sa22)的过程。
b)
TRL校准
TRL校准极为精确，在大多数情况下，精确度甚至超过SOLT校准。然而绝大多数校准套件中都不包含TRL标准件。在要求高精度并且可用的标准校准件与 被测件的连接类型不同的情况下，一般采用TRL校准。使用测试夹具进行测量或使用探头进行晶圆上的测量，通常都属于这种情况。因此，某些情况下需要构建和 表征与被测件配置介质类型相同的标准件。制造和表征三个TRL标准件比制造和表征四个SOLT标准件更容易。TRL校准还有另一个重要优势：标准件不需要像SOLT标准件那样进行完整或精确的定义。虽然SOLT标准件是完全按照标准的定义进行表征和储存，而TRL标准件只建 立模型而不进行完整表征，但是TRL校准的精度与TRL标准件的质量和可重复性成正比。物理中断（例如传输线路弯曲和同轴结构中的焊缝）将会降低TRL校 准的精度。接口必须保持清洁并允许可重复的连接。
Thru
Reflect
Line
√?
2 √S12=2
T121-S22
()
2、掌握矢量网络分析仪的SOLT校准步骤以及校准精度验证方法。 方法如下：
（1） 按CAL 键激活校准菜单
（2） 按‘Start Cal’键进入下一级校准菜单
（3） 按‘Two-Port P1 P2’键选择2端口校准，并进入下一级菜单
（4） 按‘TOSM’键选择TOSM校准方式，选择正确的接头形式（Connector），注意这里的接头指的是测试电缆的接头形式，不是标准件的接头形式，以及正确的校准件（Calibration Kit）的型号。
（5） 点击“Next”键，进入校准菜单，SOLT校准共有7个步骤： ①在1端口接开路校准件，用鼠标点击“开路open”； ②在1端口接短路校准件，用鼠标点击“短路Short”； ③在1端口接负载校准件，用鼠标点击“负载Load”； ④在2端口接开路校准件，用鼠标点击“开路Open”； ⑤在2端口接短路校准件，用鼠标点击“短路Short”； ⑥在2端口接负载校准件，用鼠标点击“负载Load”；
⑦在1端口和2端口之间接直通校准件, 用鼠标点击“直通Through”,同时下方的”Apply”键也生效。点击“Apply”，使校准数据生效。
三、实验步骤及结果
注意在实验报告中包括下列内容：
a) 校准前测量各校准件（开路、短路、匹配和直通）S参数，并保存数据 1）开路
S11
2）短路S11
3）匹配
S11
4）直通S11
b) 校准后测量各校准件（开路、短路、匹配和直通）S参数，并保存数据
1） 开路S11
2） 短路S11
3） 匹配S11
4） 直通S11
c) 比较校准前后校准件（开路、短路、匹配和直通）的S参数，解释说明各条曲线，并
指出所做校准的精度情况
分析比较校准前后的数据可以发现，经过校准后有效的减少了原来的误差，带宽的微弱变化虽然很小，但是对于误差来说还是足够证明每次连接测量器件之前校准步骤都是必要的，而且在校准过程中，有校准之后的图形可分析：在Smith圆图上，开路和短路不再是一圈圈缠绕的线，已经减少到靠近开路和短路点的一段线，匹配点经过校准后已经非常接近理论上的一个点而不是一个区域。所以，校准之后的测量才是符合实际的近乎标准值，在未校准时进行的测量只能大概估计下元件的类型及带宽，对于精确的参数测量未校准时是完全不符合标准的。
实验三 利用微波同轴测量系统进行实际器
件测量
一、实验目的
1、利用SOLT校准方法进行微波同轴测量系统的校准
2、测量天线和滤波器的实际性能
二、实验内容
1、存储测量结果，并通过测量结果了解天线和滤波器的工作原理以及性能
a) 天线和滤波器的S参数测量曲线
b) 通过分析其S参数，了解天线和滤波器所组成的网络的特性。
2、在分别经过校准和没有校准的情况下测量天线和滤波器的性能，比较两类测量结果
a) 未校准和校准后天线和滤波器测量曲线比较
b) 结合实验二指出对于三个器件，十二项误差模型中哪个误差项的影响比较大，原
因是什么？
c) 通过测量结果分析三个器件的工作原理。
三、实验结果及分析
1）校准后天线S11
天线是单端口器件，故只有S11的结果，在工作频率点处，即2.22GHz，S11（回波损耗）很小，即全部能量发射出去。
2）校准后滤波器S21
滤波器均带通滤波器。在工作频率点处，S11即回波损耗非常小，几乎全部能量都通过了滤波器，S21非常大，表示全部能量都通过滤波器传播过来。该滤波器的3dB带宽为100MHz。
3） 校准后耦合器直通端S21
4） 校准后耦合器耦合端
S21
5）校准后耦合器隔离端S21
耦合器为四端口器件，分别为输入端，直通端，隔离端，耦合端。直通端的S21
很大，
说明输入的能量几乎全部从直通端输出，隔离端的S21很小，不输出能量，有很小一部分能量从耦合端输出，插入损耗为20dB。
实验总结
虽然本次微波测量实验就上了一次课，但是我还是从中学到了许多。通过观察老师操作和自己实际测量，初步掌握了测试元件的s参数，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，同时了解了不同元器件的滤波特性，加深了我对微波这门课理论知识的理解，使我能更好学习微波这门课。虽然这次微波测量实验非常短暂， 但对我现在乃至将来都有很大的帮助，锻炼了自己的动手能力，也加深了自己对微波课程的兴趣。
范文五：微波测量实验报告
微波测量实验报告
姓名：
学号： 老师： 专业：
中国民航大学电子信息工程学院
实验二 测量线调整与晶体检波器校准
一、实验原理
1.
根据波导波长和工作波长之间的关系式：λp =
可以推导出工作波长λ=
λ
式中λc =2a ，a —波导宽边尺寸，本系统矩形波导型号为BJ-100 (a ?b =22. 86?10. 16mm2) ，。 2. 指示电表读数
所谓交叉读数法是指在波节点附近两旁找出电表指示数相等的两个对应位置d 11，d 12 ，d 21 ，d 22 ，然后分别取其平均值作为波节点置
1
(d 11+d 12) 21
d 02=(d 21+d 22)
2d 01=
λp =2d 01-d 02
交叉读数法测量驻波节点位置
二、实验数据
1. 测量线终端换接短路板的输出端的测量数据，计算工作波长，将数据填入表中。
单位：mm
2. 将精密可调短路器接在测量线的输出端时的测量数据，计算工作波长 ，将数据填入表。
单位：mm
实验三 电压驻波比的测量
一、实验原理
1. 直接法
电压驻波比（简称驻波比）是传输线中电场最大值与最小值之比，表示为：ρ=max 如果驻波腹点和节点处指示电表读数分别为I max
E min 。：和I min ，晶体二极管为平方律检波，则：ρ=I max /I min 。
为了提高测量精度，可移动探针测出几个波腹和波节点的数据，然后取其平均值，则
E
1.2 等指示度法
测量点读数kI min
k =
最小点读数I min
当探头为晶体平方律检波，即当k=2时，这种方法也称为“二倍最小值法”或“三分贝法”。
ρ=+
1
??2 πW ?sin
λ??g ?
当ρ较大时（ρ≥10），由于W 很小，可简化为
ρ≈
λg
πW
二、实验数据
2.1分别测定驻波腹点和节点的幅值I max 和I min 记录数据并计算ρ.
2.2等指示度法测驻波比。 大电压驻波比：
实验五 阻抗匹配及匹配技术
一、实验原理
1.1阻抗测量原理。 根据传输线理论：
Z L =
1-j ρtg βl min ρ-jtg βl min
其中Z L －归一化负载阻抗，即单端口微波元件的输入阻抗； I min －终端负载至相邻波节点的距离， ρ－驻波比
.
等效截面法示意图
L min = |d min -d T |
1.2匹配技术
匹配是微波技术中的一个重要概念，通常包含两方面的意义：一是微波源的匹配，二是负载的匹配。通常微波系统中都希望采用匹配微波源（简称匹配源），可使波源不再产生二次反射，从而减小测量误差；同时，匹配负载可以从匹配源中取出最大功率。在传输微波功率时，希望负载也是匹配的，因而负载匹配时，传输效率最高，功率容量最大，微波源的工作比较稳定。
二、实验数据
2.1等效截面法测量数据。
单位:mm
2.2接滑动单螺调配器时的调匹配值。
实验六 二端口微波网络参量的测量
一、实验原理
微波网络入射波和反射波
微波网络入射波和反射波可表示为，
?b 1=S 11a 1+S 12a 2?
?b 2=S 21a 1+S 22a 2
三点法是将待测网络的输出面一次短路，开路和匹配负载，并在输入端面一次测量反射系数Γ1s 、Γ1o 、和Γ
1L 。
S 212
??
S 11=Γ1L
??Γ10+Γ1s )-2Γ1L (?
S 22=?
Γ10-Γ1s
?
Γ1L (Γ10+Γ1s )-2Γ10Γ1s ?
?=S 11S 22+
Γ10-Γ1s ??
Γ1=
首先测驻波比，则
ρ-1
ρ+1，然后测量d T 左边（向波源一边）相
邻第一个波节点位置
d min 。对反射系数的相角而言，离波源越近，
??
φ1=180+720
λ??p 1??相角越滞后，故
二、实验数据
2.1 测驻波比
2.2短路活塞法测量散射参量
实验七 定向耦合器特性的测量
一、实验原理
1. 耦合度及其测量
输入至主线的功率与副线中正向传输的功率之比称为定向耦合器的耦合度C =10lg
P U 1
(dB ) =20lg 1(dB ) 。 P 3U 3
2. 方向性及其测量
副线中正方向传输功率与反向传输的功率之比称为定向耦合器的方向性D =10lg
P 3U
(dB ) =20lg 3(dB ) P 4U 4
式中，P 3、U 3分别为耦合至副线正方向传输的功率及电压；P 4、
U 4分别为耦合至副线反方向传输的功率及电压。
有时，反向程度也用隔离度来表示。隔离度表示输入至主线的功率与副线反方向传输的功率之比，即：
P U
I =10lg 1(dB ) =20lg 1(dB ) 根据以上定义可知：
P 4U 4D =10lg
P 3P P
(dB ) =10lg 1-10lg 1=I -C 。 P 4P 4P 3
二、实验数据
