双口网络参数测量

二、双口网络参数测量

一、基本要求

1 了解互易双口网络阻抗参数 ?Z?和散射参数 ?S?测量的三点法原理 2 掌握用测量线 ?Z?和?S?参数的测量方法,了解参数间等效关系

二、实验原理

1 互易双口网络参数的三点法测量原理

由微波网络理论可知,双口元件可以等效为双口网络,对于线性双口网络有下列关係成立 :

u1?Z11i1?Z12i2u2?Z21i1?Z22i2互易双口网络参数可用 2×2 复矩阵表征,互易条件 Z21?Z12 ( 2-1)

约束一个复矩阵参数。因此互易双口网络有三个独立复参数,三次独立测量,可以决定四个网络参数。 用 Z1

?u1i1, Z L ? ? u i , ? Z 互易条件 ,代入上式 Z222112221ZZ1?Z11? Z 22 ? Z L ( 2-2)

原理是:在双口网络的输出端分别接三个不同已知负载,形成三个单口网

络,再分别测出三个不同的输入端阻抗或反射系数,利用复矩阵变换关系,确定互易双口网络全部参数。

212ZZLS?Z11?短路 Z22解方程组 开路 ZLO?Z11 负载

Z11?ZLoZLo?ZLmZ22?ZLm?ZLs(ZLo?ZLm)(ZLo?ZLs)Z?ZLm?ZLs212ZLm?Z11?Z212Z22?1ZL?∞和匹配负载ZL?1 选择三个已知阻抗,短路 Zl?0开路

解方程组可决定四个阻抗参数。可见三点法并不是唯 一的方法

结论:双口网络Z参数的测量转化为,在输出端分别接三种已知负载,分别测出三种状态下的阻抗,解方程求解。即双口网络Z参数测量转化为单口负载阻抗的测量。

2 互易双口网络S参数的测量

S21 ?L SS11T1T1T2S21 22 S21S21S21

S21S21

原理同上,在待测网络输出端依次接入短路、开路、匹配负载,并在输入端依次测量 、 ??lm?、lols S2 S?1?1?S11?2S12S221??l?ls?S11?12S11??lm?lo??ls?2?lm 2S22?S12?lo??ls?lo?S11?22 lslols S2?SS?lmloS22?1

?lm?S11211122?(???)?2???lo??lsS参数测量方法与阻抗的测量方法相同。计算参数是反射系数 如网络互?``易对称,则 S12?S21,S11?S22 只要进行两次独立测量即可

三、实验方法

1 开启固态振荡器,进行探针调谐,使系统正常工作 2 测量线接短路板,测 。 D、?gT 3 做开路负载,置探针于 DT处,测量线端接可移动短路器,调节可移动短

路器,使电流指示最大,实现开路负载 。

4 接待测双口网络,依次接短路、开路、匹配负载 ,在 DT?。 靠信号源测量 D和驻波比

min5 按公式计算网络阻抗参数 SZ和散射参数

???? 短路 开路 匹配 Dmin imax imin D?D?D Tmin60 25 150 17 19 1 ??imaximin129 131 113 610 790 620 3.2 5.6 2.0

实验数据处理(编写C程序计算): C源程序:

#include #include #include #define PI 3.1415926

void main() {

float p,D;

double r1,x1,r2,x2,r3,x3,c,d,m,y,a,b,e,f,g,h,L1,L2,i,j; float r(float,float); float x(float,float);

printf(\n\

printf(\请输入接短路负载驻波比p:\ scanf(\

printf(\请输入D:\ scanf(\ r1=r(p,D); x1=x(p,D);

printf(\归一化短路输入阻抗为:Z1=%f+j%f\\n\\n\

printf(\请输入接开路负载驻波比p:\ scanf(\

printf(\请输入D:\ scanf(\ r2=r(p,D); x2=x(p,D);

printf(\归一化开路输入阻抗为:Z2=%f+j%f\\n\\n\

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