微波测量实验实验报告3

电子科技大学物电学院标准实验报告（实验）课程名称微波测量实验电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：詹朋璇学号：201522034032指导教师：胡标实验地点：物电楼701实验时间：20164一、实验室名称：科研楼701室二、实验项目名称：微波功率分配合成器的设计与测试三、实验学时：2四、实验原理微带线理论基础微带线上传输的并不是严格的TEM波，而是准TEM波。由于介质基片的存在，场的能量主要集中在基片区域，其场分布与TEM波非常接近，故称为准TEM波。微带线横截面的电场分布同样如图所示。优点：（1）可用印刷的方法做成平面电路，电路结构十分紧凑；(2)传输线的尺寸由于采用高介电常数的介质基片而大为缩减；(3)连接微波固体器件十分方便；(4)可靠性高，性能好。在工程中广泛应用的微带线特性阻抗的计算公式：微带线功率分配器的基本结构是威尔金森等功率分配器如图2所示，这是个等功率的功率分配/合成器，当信号从1端口输入时，功率从2端口和3端口等功率输出。如果有必要，输出功率可以按照一定的比例分配，并且保证电压同相，电阻上面无电流，不吸收功率。如果端口2或者端口3有失配，则反射功率通过分支交叉口和电阻两路到达另外一支路的电压等幅反相而相互抵消，在此点没有输出，从而保证两输出端口的良好隔离。同时功率分配器两平分臂之间的距离不宜过大，一般取2到3个带条宽度即可。这样可以使得跨接在两臂之间的隔离电阻寄生效应尽可能地减小。有时候为了简单起见，也可用一般碳膜电阻代替蒸发电阻，焊接在两边的带条上。由于电阻的寄生引线电感效应，将使匹配性能和隔离性能变坏，此时可变动焊接位置，使其稍微偏离原来的位置（一般说来，应移出1/4波长线变阻器和输出线的交界点，即离开分支点的距离应该稍微大于1/4波长线），这样可以得到较好的匹配特性和隔离特性。五、实验目的：（1）掌握微波功率分配/合成器基本原理，进一步加深对微波器件散射参数的理解；；（2）掌握常用微波电路仿真软件ADS的使用以及微波功率分配/合成器仿真设计方法；（3）掌握矢量网络分析仪校准技术及其测试散射参数的方法；六、实验内容：L波段四路微波功率分配/合成器的设计L波段2路微波功率分配/合成器采用变异的威尔金森功分器结构，首先把输入信号功率分配为两份，同时为了增加功分器的带宽要求采用多阶功分。而4路功率分配合成器只要将设计好的2路功率分配合成器级联起来即可以实现4路功率分配合成。在进行仿真设计前，首先对微带线的参数进行设置。在ADS的参数设置工具MSUB对微带线作以下参数的设置:基板厚度H=1mm，基板相对介电常数Er=2.65,磁导率Mur=1，金属电电导率Cond=5.88E+7，封装高度Hu=1.0e+033，金属层厚度T=0.03mm，损耗角正切TanD=1e-4，表面粗糙度Roungh=Omm。再利用S-PARAMETERS仿真器对原理图进行仿真设计，其中包括扫描频率宽度和步长设置等。七、实验器材（设备、元器件）：AV3620A矢量网络分析仪一台功率分配合成器一台八、实验步骤：1.AV3620A矢量网络分析仪开机，使仪器预热15分钟2.AV3620A矢量网络分析仪全二端口校准；3.连接功率分配合成器其中双端口，别的端口保证匹配连接。4.重复上述3步骤分别测量插入损耗、端口反射系数、隔离度，记录数据并导出S参数测量数据。九、实验数据及结果分析：十、实验结论与分析：通过设置可以参量和优化目标对功率分配器进行优化，频率范围都设在1GHz-2GHz。第一个优化目标是反射系数S11，最大值为-20dB。第二个优化目标是传输系数S21，最小值为-6.5dB。第三个优化目标是隔离度S23，最大值为-20dB。十一、总结及心得体会：掌握了微波功率分配/合成器基本原理，进一步加深对微波器件散射参数的理解；；学习了常用微波电路仿真软件ADS的使用以及微波功率分配/合成器仿真设计方法；了解了矢量网络分析仪校准技术及其测试散射参数的方法；十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：无报告评分：指导教师签字：