微波技术与天线实验指导书啊啊

小功率调幅发射机整体概述1.1小功率调幅发射机的初步认识发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。调幅发射机实现调幅简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。所谓调幅，就是指，使振幅随调制信号的变化而变化，严格的讲，就是指载波振幅与调制信号的大小成线性关系，而它的频率和相位不变。振幅调制分为4种方式：AM（普通调幅）、DSB（抑制载波双边带调幅）、SSB（单边带调幅）、VSB（残留边带调幅）。本设计调幅发射机指的是AM调幅发射机。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。缓冲级主要是削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡信号上去的过程。1.2小功率调幅发射机的主要技术指标在设计调幅发射机时，主要遵循如下性能指标：工作频率范围：调幅制一般适用于中、短波广播通信，其工作频率范围为300kHz~30MHz。发射功率：一般是指发射机送到天线上的功率。只有当天线的长度与发射频率的波长可比拟时，天线才能有效地把载波发射出去。波长λ与频率f的关系为λ=c/f。调幅系数：调幅系数ma是调制信号控制载波电压振幅变化的系数，ma的取值范围为0~1，通常以百分数的形式表示，即0%~100%。频率稳定度：发射机的每个波道都有一个标称的射频中心工作频率，用f0表示。工作频率的稳定度取决于发信本振源的频率稳匹配是射频和微波技术中的一个重要概念，通常包含两方面的意义：一是源的匹配，二是负载的匹配。通常射频和微波系统中都希望采用匹配源，可使波源不再产生二次反射从而减少测量误差；同时，匹配负载可以从匹配源中取出最大功率。在传输射频和微波功率时，希望负载也是匹配的，因为负载匹配时，传输效率最高、功率容量最大，源的工作也较稳定。所以熟悉掌握匹配的原理和有关技巧，对分析和解决射频和微波技术中的实际问题具有十分重要的意义。2.2实验目的●掌握阻抗匹配的原理和方法。●学习阻抗匹配技术。2.3实验原理阻抗匹配是射频和微波技术中经常遇到的问题。为了使信号源输出最大功率，则要求信号源的内阻抗与传输线始端的输入阻抗互为共轭复数；为了使终端负载吸收全都入射功率，而不产生反射，则要求终端负载与传输线的特性阻抗相等；为了使信号源工作稳定，则要求没有或很少有返回信号源的波。所有这些都是阻抗匹配要解决的问题。在小功率时构成匹配源最简单的办法，是在信号源(它本身并非匹配源)的输出端口接一个衰减量足够大的吸收式衰减器，或一个隔离器。使负载反射的波通过衰减进入到信号源后的二次反射已微不足道，可以忽略。负载的匹配，则是要解决如何消除负载反射的问题。因而调整匹配过程的实质，就是使调配器产生一个反射波，其幅度和匹配元件产生的反射波幅度相等，而相位相反，从而抵消失配元件在系统中引起的反射而达到匹配。匹配的方法很多，可以根据不同的场合和要求灵活选用。对于固定的负载，通常可在系统中接入隔离器、膜片、销钉、谐振窗以达到匹配目的，而在负载变动的情况下可以接入滑动单螺、多螺及单短截线等各种类型的调配器。本实验主要测量在负载短路、负载开路、负载匹配三种情况下的驻波比等参数，从实验结果中得出哪种情况下阻抗更为匹配。●当传输线终端接有等于线的特性阻抗的负载时，信号源传向负载的能量将被负载完全吸收，而无反射，此时称传输线工作于行波状态，或者说，传输线与负载处于匹配状态。在行波状态下，均匀无耗线上各点电压复振幅的值是相同的，各点电流复振幅的值也是相同的，即它们都不随距离而变化；而且电压和电流的瞬时值是同相的，显然，在这种状态下，随着时间的增加，一个随着时间作简谐振荡的、等振幅值的电磁波把信号源的能量不断地传向负载并被负载吸收。图2-l(a)是传输线工作于行波状态时，电压和电流的瞬时状态沿z轴的分布图，图2-l(b）是电压和电流的幅值沿z轴的分布图。图2行波电压电流分布图工作于行波状态时，传输线的输入阻抗为in0ZzZ（），显然反射系数为0．驻波比为1，行波系数K=l。●短路线(终端短路)：终端被理想导体(电导率为无穷大)所短路（或被封闭起来)的一段有限长的传输线，简称为短路线。根据理想导体的边界条件可知，在短路线终端处，导体上电场的切向分量应为零，因此终端负载上的电压也应为零。短路线的输入阻抗为in0ZzjZtgz（），显然反射系数zjlez2)(，驻波比，行波系数K=0。●开路线(终端开路)：当传输线的终端负裁为∞时，一段有限长的传输线称为开路线。此时终端电流为0，开路线的输入阻抗为in0ZzjZctgz（），显然反射系数zjlez2)(，驻波比，行波系数K=0。2.4实验内容与测试2.4.1实验仪器设备本实验用到的实验设备为：AT6030频谱分析仪AT-801D频率合成信号发生器微带传输线模块AZ530-E电场探头短路器匹配负载等。2.4.2测量内容通过对短路线、开路线以及匹配负载的驻波比等参数进行测量，在频谱分析仪器上得到最佳的匹配方案，从而得出在何种情况下能更好的匹配以便减小损耗，提高教率。2.4.3测量方法与步骤●1、AT-801D频率合成信号发生器频率设置为1000MHz和最小衰减量，AT6030设置为：CENTERFREQUENCY=1000MHz，SPAN=1MHz，参考电平-30dBm，微带传输线模块不接负载(近似开路)，按图2-2连接实验装置：