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（3）在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S11的dB值，并在坐标纸上利用所取的点大致画出S11曲线图（在软件界面用鼠标左键单击即可完成取点）。 （二）短路线（MOD-1B）的S11测量
（1）将RF2KM1-1A模块的短路端口，即P2通过BNC连接线与RF2000的SWEEP/CW1 OUT端子相连，频率的频段选择不变。
（2）此时软件界面显示的为短路状态下300MHz-500MHz时S11的曲线图同样，若此时软件显示为S21,可通过S11/S21进行选择。
（3）在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S11的dB值，并在坐标纸上利用所取的点大致画出S11曲线图（在软件界面用鼠标左键单击即可完成取点）。 （三）匹配负载（MOD-1C）的S11及S22的测量
（1）将模块RF2KM1-1A的P3端子通过BNC连接线与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端子连接，将模块的P4端子与RF2000主机的RF-IN端子连接，频段仍为BAND3（300MHz-500MHz）。 （2）此时软件界面显示的是匹配负载状态下300MHz-500MHz时的S11的曲线图，如图所示。按S11/S21可以切换S11/S21曲线图。
（3）在S11和S21曲线图中分别任意选取九个点，分别记录下每个点的频率和它所对应的S11和S21的db值，并在坐标纸上利用所取的点分别大致画出S11和S21的曲线图（在软件界面用鼠标左键单击即可完成取点）。
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注：在测试过程中，DOD-1A,MOD-1B的S11范围为0?5db，MOD-1C的S11?-8db，S21=0?2db
五、实验结果及分析
（一）在传输线理论中，开路、短路、匹配有哪些特性？
答：开路和短路的阻抗为纯阻抗，值在0~±∞之间，且线中传输的是驻波。开路反射系数为1，短路反射系数为-1;
匹配负载值等于传输线特性阻抗，线中传输的是行波，无反射波。反射系数为0
（二）理想情况下，开路线、短路线、匹配负载测得值是多少？ 答：开路线：S11 = 1; 短路线：S11=-1；
匹配负载：S11=0，S21=1.
实验二 定向耦合器特性的测量
一、实验目的
1、通过对MOD-5A：叉路型定向耦合器的方向性，隔离度的测量，了解叉路型定向耦合器的特性。
2、通过对MOD-5B：平行线型定向耦合器的方向性，隔离度的测量，了解平行线型定向耦合器电路的特性。
二、实验原理
1、定向耦合器是微波测量和其他微波系统中的常用元件，更是近代扫频反射计的核心部件，因此，熟悉定向耦合器的特性，掌握其测量方法很重要。定向耦合器是一种有方向性的微波功率分配器件，通常有波导、同轴线、带状线及微带线几种类型，定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传播的微波功率通过小孔或间隙等耦合元件，将一部分功率耦合到副线中的一个方向传输（称“耦合输出”），而在另一个方向几乎没有（或极小）功率传输（称“隔离输出”）。 2、在本实验中，定向耦合器是个四端口网络结构（4－port network），如图3－1所示。若信号输入端（Port-1，Input Port）的功率为P1，信号传输端（Port-2，Transmission Port）的功率为P2，信号耦合端（Port-3，Coupling Port）的功率为P3，而信号隔离端（Port-4，Isolation Port）的功率为P4。若P1、P2、P3、P4皆用毫瓦（mW）来表示，定向耦合器的四大参数，则可定义为： 传输系数：
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Transmission?T(dB)??10?logP2/P1
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耦合系数：隔离度：
Coupling?C(dB)??10?logP3/P1
Isolation?I(dB)??10?logP4/P1
方向性：Directivity?D(dB)?I(dB)?C(dB)
Port-1 Port-2
P1 P2
定向耦合器 Port-4 Port-3
P4 P3
图3-1:定向耦合器方块图
常见的定向耦合器可分成支线型和平行线型两种。 3、主要技术参数： （1）隔离度 定向耦合器的隔离度定义为输入功率P入与隔离臂输出功率P隔之比的分贝数，记以KI，即
PKI=10lgP入a1221=20lg
隔=10lgb4S14
式中S14=S41为网络的互易性，S14代表波由1口向4口的传输系数。 本实验中的功率的单位为dBm，所以隔离度的值为输入端（或传输端）与隔离端测得的功率的差值。
（2）方向性 方向性的定义是副通道中耦合臂和隔离臂输出功率之比的分贝数，记以KD，即
P KD=10lgP耦=20lgS13 -20lg S14
本实验中测功率的单位均dBm，所以方向性的值为耦合端与隔离端测得的功率的差值。
由定义知道，耦合到副通道中隔离臂的功率愈小，则方向性愈高。通常希望定向耦合器的方向性愈高愈好。理想定向耦合器的方向性和隔离度均为无穷大（因P隔=0）。
隔三、实验仪器及装置
1、模组编号：RF2KM5-1A （L-C BRANCH LINE COUPLER）
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RF2KM5-2A （PARALLEL LINE COUPLER） 2、模组内容： 代号 名称/说明 适用频率范围 L-C BRANCH LINE COUPLER MOD-5A 400?50MHz 叉路型定向耦合器 代号 名称/说明 适用频率范围 PARALLEL LINE COUPLER MOD-5B 平行线型定向耦合器 750?50MHz 3、RF2000测量主机：一台 4、PC机：一台
5、连接线若干，50?匹配端子2个
主要特性 Return Loss?-13dB Transmission?-2dB Coupling?-11dB Isolation?-13dB 主要特性 Return Loss?-12dB Transmission?-1.5dB Coupling?-10dB Isolation?-14dB 四、实验内容及步骤
注：在以下实验中，信号从P1端输入，P2为传输端，P3为耦合端，P4为隔离端
（一）MOD-5A的P1端子的S11的测量
1、将RF2000主机通过RS232与PC机相联接，接好RF2000电源，开机，并启动SCOPE2000软件。
2、将模块MOD-5A的P1端口与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端口通过连接线连在一起，将P2，P3，P4端口分别与50Ω匹配端子相连。模块接好以后，在RF2000主机的面板上找到“BAND”键，按“BAND”把频段选到299-540MHz的频段（BAND3,频率范围为300-500MHz），按REM键进行连接，当RF2000的LCD画面第一行显示为“SWEEP !!!!! MHz”，第二行显示为“---db 299-540”时，此时软件界面显示的为叉路型定向耦合器在300MHz-500MHz的S11曲线图（如果此时软件界面显示的为S21曲线图，可通过软件界面下方的S11/S21按键进行选择）。
3、在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S11的dB值。
（二）MOD-5A的P1及P2端子的S21的测量
1、将模块MOD-5A的P1端口与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端口通过连接线连在一起，P2端子通过连接线与RF2000的RF-IN端口相连，P3，P4端口分别与50Ω匹配端子相连，频带选择不变。
2、过几秒钟后，软件界面的曲线发生变化，此时显示的为支线型定向耦合器在300MHz-500MHz时P1与P2端子的S21曲线图（如果此时软件界面显示的为S11
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曲线图，可通过软件界面下方的S11/S21按键进行选择）。
3、在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S21的dB值。
（三）MOD-5A的P1及P3端子的S21的测量
1、将模块MOD-5A的P1端口与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端口通过连接线连在一起，P3端子通过连接线与RF2000的RF-IN端口相连，P2，P4端口分别与50Ω匹配端子相连，频带选择不变。
2、过几秒钟后，软件界面的曲线发生变化，此时显示的为支线型定向耦合器在300MHz-500MHz时P1与P3端子的S21曲线图（如果此时软件界面显示的为S11曲线图，可通过软件界面下方的S11/S21按键进行选择）。
3、在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S21的dB值。
（四）MOD-5A的P1及P4端子的S21的测量
1、将模块MOD-5A的P1端口与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端口通过连接线连在一起，P4端子通过连接线与RF2000的RF-IN端口相连，P2，P3端口分别与50Ω匹配端子相连，频带选择不变。
2、过几秒钟后，软件界面的曲线发生变化，此时显示的为支线型定向耦合器在300MHz-500MHz时P1与P4端子的S21曲线图（如果此时软件界面显示的为S11曲线图，可通过软件界面下方的S11/S21按键进行选择）。
3、在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S21的dB值。
注：在以下的实验中，信号从P1端输入，P2为耦合端，P3为传输端，P4为隔离端。
（五）MOD-5B的S11的测量
1、将模块MOD-5B的P1端口与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端口通过连接线连在一起，将P2，P3，P4端口分别与50Ω匹配端子相连。
2、模块接好以后，在RF2000主机的面板上找到“BAND”键，按“BAND”把频段选到599-998MHz的频段（BAND4），按REM键进行连接，当RF2000的LCD画面第一行显示为“SWEEP !!!!! MHz”，第二行显示为“---db 599-998”时，此时软件界面显示的为叉路型定向耦合器在599MHz-1000MHz的S11曲线图（如果此时软件界面显示的为S21曲线图，可通过软件界面下方的S11/S21按键进行选择）。 3、在曲线图中任意选取九个点，记录下每个点的频率和它所对应的S11的dB值。
（六）MOD-5B的P1及P2端子的S21的测量
1、将模块MOD-5B的P1端口与RF2000主机的SWEEP/CW1 OUT端口通过连接线连在一起，P2端子通过连接线与RF2000的RF-IN端口相连，P3，P4端口分别与50Ω匹配端子相连，频带选择不变。
2、过几秒钟后，软件界面的曲线发生变化，此时显示的为支线型定向耦合器在
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哈工大微波技术实验报告材料 - 图文
