微波技術與天線實驗報告組長:王信組員：熊慧美、楊光磊、宋陽實驗名稱：測量微波通信系統各模塊的特性參數實驗目的與要求了解矢量網絡分析儀的工作原理理解模塊的頻率特性、駐波比、反射系數、插損、S參數等概念測量并分析微波通信系統各模塊的S參數實驗設備：矢量網絡分析儀、PNA天線實驗測量儀實驗原理（共同部分）矢量網絡分析儀的工作原理矢量網絡分析儀器是一種電磁波能量的測試設備。矢量網絡分析儀的原理與使用力直接取決于系統的動態范圍指標。相位波動參數的測試是利用矢量網絡分析儀的電子延遲(ElectricalDelay)功能來實現的。直接觀察插入相移通常不是很有用，這是因為器件的電長度相移相對于頻率呈現負斜率(器件越長，斜率越大)。由于只有偏離線性相移才會引起失真，因此希望移去相位響應的線性部分。利用網絡分析儀的電子延遲功能，能夠抵消被測器件的電長度，結果得到與線性相移的偏差，即相位波動(失真)。矢量網絡分析儀既能測量單端口網絡或兩端口網絡的各種參數幅值，又能測相位，矢量網絡分析儀能用史密斯圓圖顯示測試數據。幾個重要的概念頻率特性：系統頻率響應與輸入信號的復數比稱為頻率特性，頻率特性表征了系統輸入輸出之間的關系，故可由頻率特性來分析系統性能。駐波比：駐波比全稱為電壓駐波比，又名VSWR和SWR，為英文VoltageStandingWaveRatio的簡寫。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅Vmax，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin，形成波節。其它各點的振幅值則介于波腹與波節之間。這種合成波稱為行駐波。駐波比是駐波波腹處的電壓幅值Vmax與波節處的電壓幅值Vmin之比。駐波比就是一個數值，用來表示天線和電波發射臺是否匹配。如果SWR的值等于1，則表示發射傳輸給天線的電波沒有任何反射，全部發射出去，這是最理想的情況。如果SWR值大于1，則表示有一部分電波被反射回來，最終變成熱量，使得饋線升溫。被反射的電波在發射臺輸出口也可產生相當高的電壓，有可能損壞發射臺。反射系數：

反射電壓/入射電壓,

為標量。插損：插入損耗指在傳輸系統的某處由于元件或器件的插入而發生的負載功率的損耗，它表示為該元件或器件插入前負載上所接收到的功率與插入后同一負載上所接收到的功率以分貝為單位的比值。用頻譜分析儀，或調頻接收機或跟蹤發生器，很容易測量插入損耗。不帶濾波器是建一個零dB參考點。然后插入濾波器，記錄在所需頻率范圍內提供的衰減。S參數：S參數就是建立在入射波、反射波關系基礎上的網絡參數，適于微波電路分析，以器件端口的反射信號以及從該端口傳向另一端口的信號來描述電路網絡。同N端口網絡的阻抗和導納矩陣那樣，用散射矩陣亦能對N端口網絡進行完善的描述。阻抗和導納矩陣反映了端口的總電壓和電流的關系，而散射矩陣是反映端口的入射電壓波和反射電壓波的關系。散射參量可以直接用網絡分析儀測量得到，可以用網絡分析技術來計算。只要知道網絡的散射參量，就可以將它變換成其它矩陣參量。下面以二端口網絡為例說明各個S參數的含義，如上圖所示。二端口網絡有四個S參數，Sij代表的意思是能量從j口注入，在i口測得的能量，如S11定義為從Port1口反射的能量與輸入能量比值的平方根，也經常被簡化為等效反射電壓和等效入射電壓的比值，各參數的物理含義和特殊網絡的特性如下：S11：端口2匹配時，端口1的反射系數；S22：端口1匹配時，端口2的反射系數；S12：端口1匹配時，端口2到端口1的反向傳輸系數；S21：端口2匹配時，端口1到端口2的正向傳輸系數。五、實驗內容及步驟（共同部分）實驗結果及分析：1.測阻抗如圖可見偏離圓心的黃點即為所示阻抗，四個檔位中我們選取的是圖像最為清晰的檔位來呈像。2.測回損回損的示數如圖所示，其為四個檔位中最清楚的一檔。實驗結果及分析：駐波圖像如圖所示。實驗結果：如圖所示為顯示群時延的插損曲線，由于儀器最多只能采樣81個點，故將頻率間隔調大后得到此圖像。如圖所示為顯示相位的插損曲線。六、實驗總結與體會（個人部分）這次實驗我們接觸到了一個新的實驗設備，就是網絡分析儀。盡管一開始我們有點不熟悉它的操作，但是經過組員們的互相討論與探索，還是一步步地完