华中科技大学
《微波技术基础》实验报告
实验名称：矢量网络分析仪的使用及传
输线的测量
院（系）：电子信息与通信学院
专业班级：
姓名：
学号：
一、实验目的
1、学习矢量网络分析仪的基本工作原理；
2、初步掌握AV36580矢量网络分析仪的操作使用方法；
3、掌握使用矢量网络分析仪测量微带传输线不同工作状态下的S参数；
4、通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性
二、实验内容
1. 矢量网络分析仪操作实验
⏹初步运用矢量网络分析仪AV36580，熟悉各按键功能和使用方法
以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪AV36580测量微波电路的S 参数。
2. 微带传输线测量实验
⏹使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。
⏹测量1/4波长传输线在不同负载情况下的频率、输入阻抗、驻波比、反射系数。
观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。
三、系统简图
四、步骤简述
实验一：矢量网络分析仪操作实验
步骤一按【复位】调用误差校准后的系统状态
步骤二选择测量参数
设置频率范围：
按【起始】【600】【M/μ】：设置起始频率600 MHz。
按【终止】【1800】【M/μ】：设置终止频率1800 MHz。
设置源功率：
按鼠标点击菜单栏的激励，在下拉菜单功率，设置矢网合成源的功率大小，单位是dBm。
将功率电平设置为-10dBm。
步骤三连接待测件测量S参数
①按照装置图连接待测器件；
②测量待测器件的S参数：
按【测量】选择正向传输测量S21。
按【光标】调出可移动光标，光标位置的读数位于屏幕右上角。
按【格式】[相位]：测量待测器件插入相位响应，即S21的相位。
按【格式】[对数幅度]：选择对数dB形式测量S21的幅值。
按【搜索】［最小值］：测量待测器件的正向插入损耗，读出此时光标的读数，为待测器件的最小正向插入损耗。
按【搜索】［最大值］：测量待测器件的正向插入损耗，读出此时光标的读数，为待测器件的最大正向插入损耗。
按【测量】选择反向传输测量。
观察此时的曲线与S21曲线的关系。
按【搜索】［最小值］：测量待测器件的反向插入损耗，读出此时的读数，为待测器件的最小反向插入损耗。
观察与最小正向插入损耗的关系
按【搜索】［最大值］：测量待测器件的反向插入损耗，读出此时读数，为待测器件的最大反向插入损耗。
观察与最大正向插入损耗的关系
按【测量】选择正向反射测量S11。
按【格式】[对数幅度]：选择对数dB形式测量S11的幅值。
按【格式】[驻波比]：选择以驻波比形式测量S11的幅值。
按【格式】[史密斯圆图]：选择以史密斯圆图的形式测量S11。
按【测量】选择正向反射测量S22。
按【格式】[对数幅度]：选择对数dB形式测量S22的幅值。
按【格式】[驻波比]：选择以驻波比形式测量S22的幅值。
按【格式】[史密斯圆图]：选择以史密斯圆图的形式测量S22。
步骤四设置显示方式
①.同一图形上同时观察两个通道：
按【通道】用鼠标选择通道1和通道2，可同时观察通道1和通道2。
按【通道1】选择控制1通道，这时可以设置1通道的测量参数。
按【通道2】选择控制2通道，这时可以设置2通道的测量参数。
②.两个图形上同时观察两个通道：
按【显示】用鼠标选择两窗口：屏幕上半部分显示通道1，下半部分显示通道2。
按【通道1】选择控制1通道，这时可以设置1通道的测量参数。
按【通道2】选择控制2通道，这时可以设置2通道的测量参数。
③四个通道同时显示：
按【显示】用鼠标选择[四窗口]，选择[测量设置]，会出现以下内容：
图1-22：窗口的设置方式
然后通过选择[设置A]～[设置D]中的一项，来得到所需的显示方式。
步骤五设置光标的使用
【光标】键在屏幕上显示了一个可动的激活的光标，它对每条通道的一系列菜单进行访问，对于一个通道最多可控制9个显示光标。
用光标可获得测量值读数。
①按【光标】[1] ：显示光标1，
再按[2]、[3]：显示光标2、3，每个光标对应的读数位于图形右上方。
按[关闭光标][全部关闭]：关闭所有的光标。
②使用德尔塔（△）光标
这是一种关联模式，其光标值标出了激活光标的位置与参考的德尔塔光标的关系。
可以通过定义九个光标中的一个为德尔塔参考，来打开德尔塔模式。
按[光标1]，【光标】［光标属性］［Δ光标］：使光标1成为参考光标。
移动光标1到希望参考的任意点,；
按[光标2］：参考光标1，将光标2移到要测量的任何位置，这时显示的读数为以光标1的读数为参考值的相对读数。
按[光标2]，【光标】［光标属性］［Δ光标］：将光标2改为参考光标。
实验二：微带传输线测量实验
步骤一按【复位】调用误差校准后的系统状态
步骤二 选择测量参数
设置频率范围：设置起始频率为100M ；
设置终止频率为400M 。
设置源功率：将功率电平设置为－25dBm 。
步骤三 连接待测件进行测量
① 按照装置图将微带传输线模块连接到网络分析仪上；
② 将传输线模块另一端接上开路负载，此时∞→Z L ，传输线终端呈开路。
选择测量
S 11，将显示格式设置为史密斯圆图，调出光标，调节光标位置，使光标落在在圆图的短路点。
③ 记录此时的频率和输入阻抗。
然后将显示格式设置为驻波比，记录下此时的驻波比值。
将显示格式设置为对数幅度，记录下此时的S11（反射系数）值。
（记录数据时保持光标位置始终不变）
Z 。
将显示格式设置为史密斯圆图，
④将传输线模块另一端接上短路负载，此时0
L
注意观察光标的位置（此时光标所示频率仍为②中的频率），此时光标应在圆图中开路点附近。
⑤ 调节光标至圆图中的开路点，按照③中所示方法和步骤记录数据。
⑥ 将传输线模块另一端接上匹配负载。
先将显示格式设置为对数幅度模式，查找最小值点，记录下此时的频率值和反射系数。
⑦然后将显示格式设置为史密斯圆图（光标会在最靠近圆图圆心的位置），记录下此时的输入阻抗；将显示格式设置为驻波比，记录下此时的驻波比值。
五、实验结果
实验一结果
设置A
设置B
设置C
设置D
四个通道同时显示
实验二结果开路史密斯圆图
开路驻波比
开路对数幅度
短路史密斯圆图
短路驻波比
短路对数幅度
匹配史密斯圆图
匹配驻波比
匹配对数幅度
实验数据记录
实验结果分析
1、当终端接开路负载时，理想状态下入射波全反射，反射系数幅度为1，驻波比为无穷大，
λ处输入阻抗为0。
以分贝为单位时反射系数幅度等于0，实验结果为-0.442，在实/4
λ处输入阻抗实验结果为1.182欧姆，基本符合。
由于实验验误差允许范围内符合。
/4
精度问题，驻波比达不到及其大。
2、当终端接短路负载时，理想状态下入射波全反射，反射系数幅度为1，驻波比为无穷大，
/4λ处输入阻抗为无穷大。
以分贝为单位时反射系数幅度等于0，实验结果为-0.501，
在实验误差允许范围内符合。
/4λ处输入阻抗实验结果为1540欧姆，远大于传输线特性阻抗。
由于实验精度问题，驻波比达不到及其大。
3、 当终端接匹配负载时，理想状态下入射波全吸收，反射系数幅度为0，驻波比1，/4λ处
输入阻抗为特性阻抗值。
以分贝为单位时反射系数幅度等于负无穷，实验结果为-39.364，即已经达到极其小的值。
/4λ处输入阻抗实验结果为49.9欧姆，和特性阻抗基本相同。
驻波比实验结果为1.023，基本符合要求。
六、 实验思考题
1.从图1-3上分析，如果测量被测微波器件的2端口S 参数，其内部开关将处于什么工作状态？
答：端口一开关接地，端口二开关接信号源。
2. 对记录的数据进行分析，并思考为什么开路负载时在短路点的光标，在接上短路负载后会在开路点附近？
答：因为微波传输线具有/4λ变换性，当终端接开路负载时，/4λ处为短路点；当接上短路负载时，/4λ处为开路点，因此光标会在开路点附近。