实验三 三点法测量二端口微波网络的散射参数
6页1、实验三 三点法测量二端口微波网络的散射参数一、实验目的双口网络参数的测量是在单口网络的基础上进行的,同时双口网络测量又是 多口网络测量的基础,具有承上启下的作用。通过实验掌握用三点法测量微波网 络的散射参数的方法,为进一步学习微波网络测量打好基础。二、实验原理微波网络与参量的求法可以用计算法亦可用实验法,但计算法仅限于解决简 单网络,对于复杂的网络,其 S 参数的确定要用实验法。所谓三点法是指必须的 测量为3 次,由 3 次测得的数据便可求得双口网络的全部参数。这是因为互易双 口网络只有三个参数是独立的。对于一个互易的双口网络,其S参数如图一所示。在输入端ai是入射波, b1 是反射波。在输出端, b2 是入射波, a2 是反射波。a2SS1112SS2122图一双口网络的S参数对于线性网络,可用线性代数方程表示b1 = S11 a1 + S12a2(1)b2 = S21 a1 + S22 a2(2)式中 S 参数的物理意义分别为r1b1a 2b2对于互易网络由此得到S 12 = S 21Sil 二 b1:2端匹配,1端的反射系数al 2端匹配S 21 二 b2 alS12 二 b a
2、 2S 22 二 b2 a 2:2端匹配,1端至2端的传输系数2端匹配:1端匹配,2端至1端的传输系数1端匹配:1端匹配,2端的反射系数1端匹配设ri为1端的反射系数,r2为2端的反射系数。由(1)、(2)式及n 二 sii+s 2121 - S22r2在(3)式中有三个未知数Sii、S22和S12。如果能分别测出网络输出端短 路、开路和匹配时,网络输入端的反射系数r is、r 10和riL可由(3)式求得三 个未知数。2端开路时r 2 = +11端的反射系数ri0 = Si1+2 端短路时r2 = -i1 端的反射系数r1S = S11 -S 2121 + S 222 端匹配时r2 = 01 端的反射系数r1L= S 11由( 4)、( 5)、( 6)式得由( 5)式得2r1L-r S1 -r 1 0 22 =r1S-r10S 212 =(S 22+1 )(r 1L -r is)5)6)78)rio -ris 2rioris2+rio -ris开路。则S11=2 监 riSis如果网络是对称的,则S11=S22,只要进行两次测量,例如一次短路,一次s212=s211+1o )网络输入
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