微波电路-实验内容.doc

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1、微波通信概述微波无线通信是以空间电磁波为载体传送信息的一种通信方式，构建微波无线通信时不需要用线缆连接发信端和收信端。因而在航空航天通信、海运和个人移动通信以及军事通信等方面，微波无线通信是其它通信方式所不可替代的。微波通信是一种先进的通信方式，它利用微波（载频）来携带信息，通过电波空间同时传送若干相互无关的信息，并且还能再生中继。由于微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点，因此被广泛地应用于各种通信业务中。如微波多路通信，微波接力通信，散射通信，移动通信和卫星通信等。同时，用微波各波段的不同特点可实现特殊用途的通信，具体如下：A. S-Ku波段的微波适于进行以地面为基地的通信；B. 毫米波适

2、用于空间与空间之间的通信；C. 毫米波段的60GHz频段的电波大气衰减大，适用于近距离的保密通信；D.90GHz频段的电波在大气中衰减很小，是一个无线电窗口频段，适用于地空和远距离通信。E.对于很长距离的通信L波段更适合。微波通信的主要特点根据所传输基带信号的不同，微波通信又分为两种制式。用于传输频分多路调频（FDM-FM）基带信号的系统称作模拟微波通信系统。用于传输数字基带信号的系统称作数字微波通信系统。后者又进一步的分为PDH微波和SDH微波通信两种通信体制。SDH微波通信系统是未来微波通信系统发展的主要方向，利用调制和复用技术，一条微波线路可以传送大量的信息。这是微波通信的一个主要优点，

3、例如，一个标准的4GHz微波载波，带宽约为10%20%，可以传送几万条电话信道或几十万条电视信道。微波通信系统的组成微波通信传输线路的组成形式可以是一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支.但不论哪种组合形式,主要是有由微波终端站、中继站和分路站等组成的。如图所示：终端站 中继站 再生中继站 终端站微波微带电路系统实验设计平台一、适用范围本设计平台主要面向各大中专院校微波通信工程、电子工程、通信工程等专业开设的微波技术、微波电路、天线原理、等课程的实验教学及课程设计、毕业设计而研制的最新产品。全开放的电路设计理念，让学生更好的了解和掌握微带电路的原理，为以后实际工作打下基础

4、。实验系统集成再现了微波信号的产生、变换、滤波、传输、放大、发射、接收等过程，其开放式的机构灵活的拨动开关方式不但能满足各院校的实验教学要求，而且能较多地锻炼学生的动手能力、思考能力、创新能力。二、实验系统特点1. 设计平台以教学示范为宗旨,并按照微波通信设备工业标准思路来设计,完整的组成一个微波通信收发系统。同时也能实现单元电路的测试实验。2. 设计平台用全开放微带电路来实现,彻底解决了封闭式电路给实验教学带来的弊端,让学生直观的看到每部分单元电路,了解微带电路的实际结构和特点,这种设计理念为我公司独创,在国内尚属首例。3.在设计平台中,每部分主要电路前后均留有独立的测试点,配上分路开关可单

5、独进行单元电路的测试和监测,同时可用100M示波器监测视音频信号传输,测试点均为标准接口(SMB)。4.系统提供了很强大的二次开发平台接口,通过电路中分路开关的设置，把自己设计的电路板通过标准电缆接头接入实验平台系统中,从而验证自己的设计成果。同时系统配有主流的ADS设计软件,并提供相关教程与实例,辅助学生进行设计。5.设计平台可配本公司研制的微波综合测试仪（HD6618型）。本测试仪器包含扫频仪、 功率计、频率计、选频放大器。是电磁场与电磁波相关实验的首选配置仪器。同时本综合测试仪可选配驻波电桥或测量线,无需配置矢量网络分析仪,即可完成各种微波部件的测量，包括天线方向图与增益的测试。6.设计

6、平台在完成整机通信的同时,不仅包括测试通信系统中的部件测试，还包括单独测试的微波部件(如高低通滤波器、带阻滤波器、传输线等),使开发平台中微波部件尽可能全面，由此来拓宽学生的知识面。7.该设计平台设计在微波S波段,工作频段:2-3GHz,为了满足用户对实验室建设的不同需求,可根据用户需求而设定工作频点。另外，收发端口外接双工滤波器实现系统双工通信,可根据客户需要增大发射功率,进行长距离传输,通信质量不受影响,同时收发端天线可自由更替，系统传输彩色图像可直接在电脑上显示。8.该平台实验内容分四大部分:微波电路部分、微波技术应用部分、微波通信传输部分、微波天线测试部分。三、实验功能1、能同时传输彩

7、色图象信号和话音信号。2、通信自由空间传输达4Km(无阻挡)。3、完成话音和数据的调制、变频、放大、发射和接收解调。四、收发平台设备主要性能指标 （一）、发信设备主要性能指标 1、工作频段：2.02.7GHz，S波段。可根据用户要求设定频段。 2、输出功率：7dBm20dBm(5100mW)并可调节。3、频率稳定度：5ppm 或 (12)10-5 4、本振相噪：1k -70dBc 10k -80dBc 5、杂散发射：-60dBc 6、通频带宽度：20MHz7、视频调制方式：AM，音频调制方式：FM8、调制器输出电平：0dBm2dB （二）、收信设备主要性能指标 1、工作频段：2.02.7GHz

8、，S波段。 2、本振频率稳定度：5ppm 或 (12)10-5 3、通频带：20MHz 4、接收机灵敏度：-70-30dB5、自动增益控制范围（AGC）：50dB五、收发平台系统框图配套教材数字微波通信系统 唐贤远 李兴（2004. 5） 电子工业出版社实验一 微波通信系统视频与音频传输实验一、实验目的1.了解微波发信平台与接收平台的基本结构与主要设计参数。2.利用实验单元电路的实际测量了解发信机与收信机的特性。二、预习内容1.预习变频器（锁相本振源、混频器、滤波器），功率放大器的原理的理论知识。2.预习锁相本振源、混频器、滤波器、天线、和功率放大器的设计原理。三、实验设备项次设备名称数量备注

9、1摄像头1只2监视器1只四、理论分析本设计平台是一套短距离、点对点的微波电视发送和接收系统，它将现场摄得的视频、音频信号以微波方式传送，再向电视中心站或有线电视站发送。伴音采用FM，图像采用AM，分别调制到中频信号70MHz附近（双载波），经过中频滤波，再经上变频输出为2.0-2.7GHz射频信号。经功率放大器放大后，最终由天线发射出去。五、主要技术指标1、工作频段：2.02.7GHz，S波段。可根据用户要求设定频段。 2、输出功率：7dBm20dBm(5100mW)并可调节。3、频率稳定度：5ppm 或 (12)10-5 4、本振相噪：1k -70dBc 10k -85dBc 5、杂散发射：

10、-65dBc6、通频带宽度：20M 7、视频调制方式：AM，音频调制方式：FM8、70M调制器输出电平：0dBm2db9、接收平台灵敏度：-70-30dB10、自动增益控制范围（AGC）：40dB11、工作电源：220AC输入,+12V,+5V(DC)输出六、发信平台原理简介1、原理方框图调制器可变衰减器70MHz滤波器混频器视频信号锁相本振源带通滤波器功率放大器天线音频信号图1 发信系统方框图隔离器耦合器 类型带宽话音4kHz电视6MHz数字话音64kHz数据50kHz1.5MHz 图2 典型的通信信道带宽2、发信平台物理链路基本概念：发信系统如图3-1所示。当输入信号(话音、数据和图象)对

11、中频70MHz进行调制后，得到一个中心频率为fm的调制信号，通过20dB可调衰减，经中频滤波器滤去信道通带外的各次谐波，然后用一个本振信号与中频信号送至混频器，混频器执行乘积功能，得出双边带信号产生已调载波。也就是说，混频输出包含有下边带fLO-fm和上边带fLO+fm。后送至微波带通滤波器，得出上变频载波信号（和频），并滤除带外无用信号。功率放大器放大此信号，最后送到天线发射。七、收信机原理简介1、 原理方框图70MHz滤波器AGC放大器天线低噪放带通滤波器混频器70MHz滤波器锁相本振源音频信号解调器隔离器视频信号功分器图3 收信系统方框图2、收信机物理链路基本概念：收信机如图3-3所示。

12、在接收平台处，接收天线收到的信号是发射机发出的射频信号，接收到的射频信号首先经低噪声放大器抑制噪声放大信号,经微波带通滤波器滤波后,送至混频器与接收平台本振信号进行混频(差频)，得出下边带信号。也就是，使用的本振频率与发射机本振频率偏移的方向不同，得出中频IF信号。中频信号经中频滤波器消除不必要的谐波成分，送至中频AGC放大器放大。中频AGC放大器和滤波器有高的增益和窄的带宽，比单独使用高增益RF放大器时有较小噪声功率。采用中频自动增益控制电路，当发生传输信号衰落时，它可以自动的提高增益来补偿衰减。当传输信号增大时,它可以减小增益抑制信号过强，从而保持信号传输的平稳性。最后中放输出送至解调器恢

13、复语音和视频信号。八、实验步骤1、连接好解调器和J21接头处的电缆，摄像头电源线为红色，语音线为白色，视频线为黄色。监视器视频线为黄色，音频线为红色。2、接上稳压电源。3、开机预热5分钟，开启监视器。此时应出现清晰的图象，对摄像头话音口说话，监视器能听到清楚的声音。4、调节发信平台中的可变衰减器(020dB)，图象和语音质量会因衰减的大小而变化。实验二 中频调制器实验一、实验目的1.了解调制器的基本结构与主要设计参数。2.利用实验模块的实际测量了解调制器的特性。二、预习内容1.预习调制器原理的理论知识。2.预习调制器设计原理。三、实验设备项次设备名称数 量备 注1频谱仪1套2100M双踪示波器

14、1套四、理论分析 调制过程是将低频信号搬移到高频段的过程，是用低频信号去控制高频振荡器，使高频振荡器输出信号的参数（幅度、频率、相位）随着低频信号的变化而变化，从而实现将低频信号搬移到高频段，由高频信号携带进行传播。调制过程在发信端，完成调制过程的装置叫调制器。解调过程是调制的反过程，即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。解调过程在接收端，实现解调的装置叫解调器。调制器原理 为了实现图像和语音信号的同步传播，往往在发送端同时采取幅度和频率两种调制方式。其中，图像采取幅度调制，语音则采取频率调制。同时为了避免相互干扰，采用双载波分别携带两种低频信号。(1) 图像调制图像视频信号VF对70MHz

15、载波Fp信号进行幅度调制（AM）, 其原理见图1所示。AM调制器低频视频VF高频本振载波Fp70MHz已调射频RFp图1 AM调制器原理视频VF信号、载波Fp和已调波RFp信号的波形可用示波器监测，三者之间的关系在有关通信原理的书籍中均有介绍，在此不再赘述。这里给出载波Fp和已调波RFp信号的频谱实测图见下图2、图3所示： 图3 AM已调波RFp信号频谱图2 高频本振载波Fp信号频谱 (2) 语音调制音频信号SF对63.5MHz载波Fs进行频率调制（FM）, 其原理见图4所示。63.5MHz高频载波Fs低频音频SF已调射频RFs图4 FM调制器原理高频本振载波Fs和已调射频RFs信号实测频谱见

16、图5、图6所示。 图6 FM已调波RFs信号频谱图5 高频载波Fs信号频谱(3) 信号的合成传播将两路分别携带图像和语音信号的高频载波合成同时发送，其原理见图7所示。AM调制器低频视频VF高频本振载波Fp70MHzRF双载波图7 AM&FM双载波调制原理合成63.5MHz副载波Fs低频音频SFRF双载波无调制（空载波）和已调制的信号频谱实测图见图8、图9所示：图8 Fp & Fs双载波（空载波）频谱图9 AM&FM双载波调制信号频谱 五、硬件测量1用示波器测试调制器监测点语音信号和视频信号2同上仪表测试调制器监测点已调制载波输出信号。3用频谱仪测试调制器输出端已调制载波信号。4同上仪表测试不加

17、调制信号时载波输出信号。（断开图象和语音信号）实验三 中频解调器实验一、实验目的1、了解解调器的基本结构与主要设计参数。2、利用实验模块的实际测量了解解调器的特性。二、预习内容1、预习解调器原理的理论知识。2、预习解调器设计原理。三、实验设备项次设备名称数量备注1频谱仪1套2100M双踪示波器1套四、理论分析完成调制过程的装置叫调制器。解调过程是调制的反过程，即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。解调过程在接收端，实现解调的装置叫解调器。对于普通的单载波AM信号，由于载波信号的包络反映了调制信号的变化规律，因此常采用非相干解调，即普通的检波方式实现解调。但对于合成双载波调制信号的解调则不能简

18、单地采用这种方式，往往采取“同步检波”（相干解调）。其原理见图1所示。AM检波输出视频VF本振Fp70MHz射频RFFM鉴频输出音频SF图1 AM&FM同步解调原理 混频 在此解调过程中，接收端的本振70MHz要与发送端的本振载波同步较为重要。否则，即使能够保证音频FM信号的解调，也难以保证图像AM信号的解调。为此，接收端采用锁相环PLL方式产生本振。五、硬件测量1用示波器测试解调器监测点已调载波输入信号。2同上仪表测试不加调制信号时载波输出信号。（断开图象和语音信号）实验四 中频带通滤波器测量及其设计一实验目的1、了解基本带通滤波器之设计方法。2、利用实验模组实际测量以了解滤波器的特性。二

19、预习内容1、熟悉滤波器的相关原理。2、熟悉滤波器设计的相关理论知识。三 实验设备项次设备名称数量备注1HD6618综合测试仪1套或矢量网络仪2中频带通滤波器1个四、中频带通滤波器的测量（一） 滤波器幅频特性的测试1、综合测试仪器的校正（以收信机的前级中频滤波器为例）（1）直接将综合测试仪RF输出接检波器，按工作设定的中心频率点70MHz，信号输出衰减0dB，带宽100MHz在显示器上可以看到检波后的图形曲线，接法如下图1所示：用电平线1指示该电平。中心频率70MHz出入 图 1HD6618被测滤波器RF输出YB输出YA输入检波器(2) 将开关S6拨到监测端，J20、J21分别为输入输出端，此时

20、将滤波器接入测试电路中。图 2测得中频带通滤波器的通带特性如下图3所示：图 3五、中频滤波器硬件测量1、测量中频带通滤波器的S11及S21参数以了解LC型带通滤波器电路的特性。2、测量中频滤波器的以下参数滤波器中心频率fo1db工作带宽及3dB工作带宽通带衰减量AP(dB)阻带衰减量AX(dB)回波损耗及其驻波特性VSWR六、 实例分析1、设计一个衰减为3dB，截止频率为75MHz的切比雪夫型1dB 纹波LC低通滤波器（Zo=50ohm），并且要求该滤波器在100MHz至少有20dB 的衰减。 解： 步骤一：决定规格。 电路阻抗(Impedance): Zo = 50ohm 截止频率(Cuto

21、ff Frequency): fc = 1550MHz 截通频率(Stopband Frequency): fx = 1500MHz 通带衰减量(Max. Attenuation at cutoff frequency): Ap = 3dB 阻带衰减量(Min. Attenuation at stopband frequency): Ax = 20dB实验五 可调衰减器的测试一、 实验目的1、了解可调衰减器的原理及基本设计方法。2、用实验模组实际测量以了解可调衰减器的特性。3、学会使用ADS软件对衰减器设计及仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉衰减器的理论知识。2、熟悉可调衰减器的可调原理。

22、三、实验设备 项次设 备 名 称数量备 注1HD6618综合测试仪1套2可调衰减器单元电路1组3ADS软件1套四、理论分析 可调衰减器是微波系统发射前端一项必不可少的单元电路，防止中频信号过大对后级电路造成影响，可通过可调衰减器来改变中频信号的大小。其衰减量和放大管的共工作电压有一定的关系。五、硬件测量以发信机上可调衰减器为例：1.将开关S5拨至通路端，S6拨至监测端，J16、J14分别为信号的输入输出端。2.将可调衰减器接入电路，测量其衰减量的变化范围。标准值为2到20dB。3.在衰减5dB的情况下为系统的正常工作状态。图 14用综合测试仪分别测试可调衰减器两个端口(J16,J14)的驻波特

23、性，并将测量结果记录于（图3）中。图25实验记录表为以下表：可调衰减器最大衰减量dB可调衰减器最小衰减量dB可调衰减器输入端口回波损耗dB可调衰减器输出端口回波损耗dB图 3实验六 AGC放大器的测试一、实验目的1、了解AGC放大器的原理及基本设计方法。2、用实验模组实际测量以了解AGC放大器的特性。3、学会使用ADS软件对AGC放大器设计及仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉功率分接的理论知识。2、熟悉AGC放大器的理论知识。三、实验设备 项次设 备 名 称数量备 注1HD6618综合测试仪1套2AGC放大器电路1组3ADS软件1套四、理论分析 当输入信号电压变化很大时，AGC放大器保持输

24、出端输出电压恒定或基本不变。具体地说，当输入信号很弱时，放大器的增益大，自动增益控制电路不起作用；当输入信号很强时，自动增益控制电路进行控制，使输出端的增益减小。这样，当接收信号强度变化时，放大器的输出端的电压或功率基本不变或保持恒定。五、硬件测量以收信机为例：1.将开关S6、S5均拨到监测端，J18、J19分别为信号的输入输出端。2.将开关S7拨至自动，把AGC放大器单元电路接入测试电路中，测得标准增益值为10到15dB左右。3.将开关S7拨至手动，调节电位器W2，观察增益值的变化并记录可调增益范围。图14. 如下图所示，测量AGC放大器输出端的回波损耗，从而计算输出端口的驻波值和反射系数。

25、图25实验记录表为以下表：AGC放大器固定增益值dBAGC放大器增益的可调范围（手动状态）dBAGC放大器输入端口回波损耗dBAGC放大器输出端口回波损耗dBAGC放大器的工作带宽MHz图 3 实验七 微波锁相振荡器的测试一、实验目的1、了解微波锁相振荡器的基本原理与设计方法，加深对基本锁相环工作原理的理解。2、熟悉微波锁相环数字频率合成器的电路组成与工作原理，测量以了解微波锁相振荡器的特性。3、学会使用微波软件对射频微波锁相振荡器的设计和仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉振荡器的原理等理论知识。1、熟悉锁相振荡器设计的相关理论知识。三、实验设备项目设备名称数量备注1频谱仪或综合测试仪1组

26、2微波锁相环振荡器1套3SMB电缆1根4万用表，螺丝刀1套四、实验内容测试仪表：频谱仪1、输出信号的相位噪声以及谐波电平值。2、测试输出频率，输出功率，杂散抑制。下图为参考样图：图 1 锁相本振信号测试仪表：HD6618综合测试仪1、将锁相输出J8直接连到测试仪的功率，频率测试端，测试锁相输出的频率及功率值。五、实验步骤及注意事项1、以发信机为例，将拨段开关S2拨到锁相输出端,将输出开关S3拨到监测端。2、用射频电缆线将J8输出信号连接到综合测试仪的功率/频率输入端，将功能选择键选择频率测试功能，测量锁相环输出频率（因每套系统发射频率有所不同，故测得输出频率不固定）。如下图3、将功能选择键选择

27、功率测试功能，测量锁相环输出功率，测得输出功率在5到8dBm左右。如下图4、将本振输出端接到综合测试仪的频率测试输入端,直接测得本振频率及输出电平,并进行记录.测量输出频率 MHz输出功率 dBm六、实验报告要求画出电路框图及电原理图，了解MC12179芯片的工作原理及锁相环输出信号的原理。根据试验内容，画出相应的波形并记录相关数据。实验八 压控振荡器(VCO)的测试一、实验目的1、了解变容二极管的基本原理与压控振荡器的设计方法。2、利用实验模块的实际测量使学生了解压控振荡器的特性。3、学会使用微波软件对压控振荡器进行设计和仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉VCO的原理的理论知识。2、熟悉

28、VCO的设计的有关的理论知识。三、实验设备项目设备名称数量备注1HD6618综合测试仪或频谱仪1组2微波压控振荡器1套3SMB电缆1根4万用表，螺丝刀1套四、硬件测量以发信机为例1、将锁相环工作开关S2拨至压控VCO电压工作状态（左边），开关S3拨到左边监测端。2、通过射频电缆线将J8连接到综合测试仪的功率/频率输入端，同时调节电位器W2,观察输出电压的改变，用万用表在测试点PLO处测量电压，同时观察频率的变化并完成下列实验内容。调整VCO可调电压电位器，并记录所测频率值,电压值在”VOLTAGE”处测得。将VCO输出端接到综合测试仪的频率测试输入端,直接测得压控振荡的频率,并进行记录. 最大

29、_ MHz。 最小_ MHz。3、测试项目：(1) 工作频率范围：指满足各项指标要求的电调谐或机械调谐频率范围 ,用起止频率表示, 单位为MHz或GHz。(2) 射频输出功率：指给定条件下输出功率的大小，以 dBm表示(1mw为0dBm)，比锁相环输出信号功率值略低，在5dBm左右。(3) 功率平坦度（需频谱仪测试）：指输出功率在工作频率范围内的变化。以 dBm表示。(4) 调谐电压范围：指对应电调带宽起止电压，用伏特（ V）表示。测得数值在0到5V左右。(5) 推频系数（需频谱仪测量）:指振荡器输出频率随电源电压变化的敏感程度用 MHz/V表示。(6) 谐波电平（需频谱仪测量）：指与输出频率

30、相干的邻近基波的谐波或分谐波含量与载波电平之比.(7) 杂散电平或寄生频率范围（需频谱仪测量）：指出输出频率不相干的无用频率含量与载波电平之比。用 -dBc表示。(8) 电源要求：指直流工作电压。电流 mmax及电源纹波大小（m）。(9) 相位噪声：指短期频率稳定度。用频域的单边带相位噪声谱密度表示。通常以 dBC/Hz/100KHz表示。其中的100KHz表示偏离载频100KHz处 。测得以上数值，并进行记录。 5、 实验总结(1) 掌握H384、H385等芯片的功能。(2) 运用上述芯片自行设计一VCO振荡器，输出频率在2.2GHz到2.4GHz可调，输出功率在0dBm左右。实验九 微波带

31、通滤波器设计及其测量一实验目的1、了解基本带通滤波器之设计方法。2、利用实验模组实际测量以了解滤波器的特性。3、学会使用微波软件对低通和高通滤波器的设计和仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉滤波器的相关原理等理论知识。2、熟悉滤波器设计的相关理论知识。三、实验设备项次设备名称数量备注1HD6618综合测试仪1套或矢量网络仪2微带滤波器1个3微波软件ADS2003软件1套 微波软件四、微波带通滤波器的测量以发信机上面的带通滤波器为例：1、滤波器幅频特性的测试 将综合测试仪打到2000MHz-2.7GHz档位，直接将综合测试仪RF输出接检波器，按工作设定的中心频率点，信号输出衰减0dB，带宽10

32、0MHz在显示器上可以看到检波后的图形曲线，用电平线1指示该电平。出入中心频率2.3GHz 微带滤波器图 1 (2)从试验箱上取下滤波器，将滤波器连接到测试电路中，测得通带特性如下图2所示：测试传输特性参数，并记录。插入损耗在5到10dB左右，带外抑制在45dB以上。HD6618被测滤波器RF输出YB输出YA输入检波器图2图3 滤波器的通带特性2、滤波器S11参数中驻波的测量 (1) 综合测试仪的校正按图4接好驻波电桥，信号输出衰减0dB，带宽100MHz在显示器上可以看到检波后的图形曲线，用电平线1指示该电平。图 4(2) 驻波比的测试按图5所示,连接好测试部件。衰减值0dB, 带宽100M

33、Hz进行测量。读出回波损耗最高点值，用电平线2表示。比较出电平线1与2的差值，在附录4中查出相对应的驻波比值。 注：滤波器因是无源器件所以不分输入与输出。图 5测试指标如下（根据每台实际测试结果填写）:中心频率f插入损耗带外抑制1db和3db带宽输入输出端口回波损耗及驻波比值实验十 微波放大器设计与测量一、实验目的1、了解微波功率放大器的基本原理与设计方法。2、利用实验单元电路实际测量以了解放大器的特性。3、学会使用微波软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉放大器原理等理论知识。2、熟悉放大器设计相关理论知识。三、实验设备项次设备名称数量备注1HD6618综合测试仪1台

34、或频谱仪、网络仪2微波功率放大器模块(发信机)1组3ANSOFT DESIGNER V1.01套微波软件四、硬件测量以发信机为例：1、准备综合测试仪，测量软件，电脑、相关模块，电缆线，若干小器件等。2、用HD6618综合测试仪测放大器幅频特性和增益的步骤（1）将开关S1拨到监测端，此时J4为信号输入端，J1为信号输出端。（2）首先将测试以输出信号衰减15dB左右进行测试仪的自校准，接入检波器如图图1（3） 将功率放大器接入测试电路，注意：测试仪射频输出端连接到放大器输入端J4，放大器输出端J1连接到测试仪通道B,勿接反，否则操作不当会损坏放大管。（4） 试验箱通电后，测试仪显示屏上校准和测试的

35、差值即为增益值（标准测得值在30db左右）。增益值的定义一个被测对象的增益能用比较法测得1 dB的精确值，方法如下：把测试对象输入端接到扫频仪的RF输出端，调整扫频仪上的粗细衰减器使测试对象接到不过载，其输出电压经过检波器检波后送入Y轴通道显示出来。调节显示器灵敏度使之满度，并保持不变，移动一条参考电平线到这一显示高度，此时记下仪器上衰减器的dB值，再把检波器与仪器RF输出端短接，增加高频输出电压直到显示的曲线与参考电平线再度重合，衰减器新旧读数之差，即为被测对象以值为dB单位的增益。 图 2（5） 带内波动带内波动可由显示屏上刻度线指示的刻度直接读出。在功率放大器工作频率点100MHz左右增

36、益的差值即为带内波动值，标准测得值在2db左右。3、 电压驻波比的测试（1） 测试仪的校正如图3所示，直接将综合测试仪RF输出接驻波电桥。按工作设定的中心频率点，信号输出衰减-20dB，带宽20MHz在显示器上可以看到检波后的图形曲线，用电平线1指示该电平（输入端口为J2，输出端口为J6）。图 3（2）驻波比的测试按图4所示,连接好测试部件。衰减值-20dB, 带宽40MHz进行测量。读出回波损耗最高点值，用电平线2表示。回复到未接被测件的状态，通过衰减器读出电平线的差值，在附录4中查出相对应的驻波比值。图4 4、实验总结（1）了解放大管ERA-1、ERA-3等芯片的特性及参数。（2）自行设计

37、一功率放大器：G=30,带内波动3dB左右，F=2.4G左右，输入信号-10dBm到0dBm。实验十一 微波功分器的测试一、实验目的1、 了解功分器的原理及基本设计方法。2、用实验模组实际测量以了解功分器的特性。3、学会使用ADS软件对功分器设计及仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉功率分接的理论知识。2、熟悉功分器的理论知识。三、实验设备 项次设备名称数量备注1HD6618 综合测试仪1套2功分器模块（收信平台内）1个3ADS软件1套微波软件四、硬件测量1、分别测量功分器两个输出端口的S11及S21,以了解功分电路的特性。2、准备电脑，测量软件，及若干小器件。3、关闭实验箱电源。将开关S1

38、拨上,选择J5为输入测试点,J4,J7为输出测试点.4、测量步骤:（1）用综合测试仪分别测试功分器两个端口的幅频特性，并将测量结果记录于表中。图1（2）用扫频仪分别测试功分器两个端口的驻波特性，并将测量结果记录于表（1）图25实验记录表为以下表：功分器输出J4端口电平值dBm功分器输出J7端口电平值dBm功分器输出J4端口回波损耗dB功分器输出J7端口回波损耗dB表1实验十二 微波隔离器的实验一、实验目的1、了解隔离器的基本原理。2、用实验模组实际测量以了解隔离器的特性。二、预习内容1、熟悉隔离器的理论知识。三、实验设备 项次设备名称数量备 注1HD6618综合测试仪1套2隔离器（连接天线处）

39、1个四、基本原理1、在放大器的输入端或输出端，通常要接入一个隔离器，以免外部负载故障时，不至于损坏放大器。2、常见的隔离器，是由一个铁氧体环流器在其第3端口接上匹配负载得到的。环流器的信号是由端口1流向端口2，端口2流向端口3，端口3流向端口1，形成环流。由于在端口3接了一个匹配负载（内附）将信号吸收了，这就形成了一个单行器。3、信号只能由端口1流到端口2，而端口2的信号（通常都是反射）是回不到端口1的。这就起了隔离作用，因此常称隔离器。4、隔离器的指标有：端口1到端口2的插损，端口2到端口1的隔离度，端口1的输入驻波比，而端口2的驻波比通常是不管的。五、硬件测量1、首先进行综合测试仪的校正（

40、如下图），校正完成后在收信机或发信机上取下隔离器，分清输入端口与输入端口（箭头指向为输出端）。测量隔离度时反接，扫频输出端连接隔离器的输出端（即箭头指向方向），隔离器的输入端连接测试仪的输入端。测试正向差损时则相反接法。2、测得隔离度如下图所示:3、通过衰减器(如下图)进行读数，并记录。4、硬件测量的结果如下为参考值： （1）插入损耗，一般要求通带内插损0.3dB （2）驻波比，一般要求通带内驻波比1.2 （3）隔离度，一般要求频带内20dB5、测量隔离器正向输入时（端口1）的插入损耗和反向输入时（端口2）的隔离度（如下图）。 6、测量隔离器输入端口1的回波损耗和输出端口2的回波损耗（如下图）

41、。7、实验记录表为以下表：隔离器正向插入损耗dB隔离器反向隔离度dB隔离器输入回波损耗dB隔离器反向回波损耗dB实验十三 微波定向耦合器的测试一、 实验目的1、了解定向耦合器的原理及基本设计方法。2、用实验模组实际测量以了解定向耦合器的特性。3、学会使用ADS软件对定向耦合器设计及仿真，并分析结果。二、预习内容1、熟悉功率分接的理论知识。2、熟悉定向耦合器的理论知识。三、实验设备 项次设 备 名 称数量备 注1HD6618综合测试仪1套2定向耦合器电路1组3ADS软件1套四、理论分析 定向耦合器是微波系统中应用广泛的一种微波器件，它的本质是将微波信号按一定的比例进行功率分配。定向耦合器一般由传输线构成，同轴线，矩形波导，圆波导，带状线，微带线都可以构成定向耦合器，但从耦合器的机理来看，主要分为四种，小孔耦合，平行耦合，分支耦合及匹配双T。五、硬件测量1、分别测量定向耦合器两个输出端口的S11及S21,以了解功分电路的特性。2、准备电脑，测量单元电路（在发信机上），及测试电缆。3、关闭实验箱电源。4、测量步骤:（1）用综合测试仪分别测试定向耦合器两个端口(J2,J3)的幅频特性（图1），并将测量结果记录于表1中。图1（2）用综合测试仪分别测试定向耦合器两