实验二 · 微波元件特性参数测量§
一台 VNA、三组测量、三类元件。
一、实验目的§
- 掌握利用 VNA 扫频测量微带谐振器 Q 值的方法
- 学会使用 VNA 测量微波定向耦合器的特性参数
- 掌握使用 VNA 测试微波功率分配器传输特性的方法
二、实验内容§
| # | 任务 | 章节 |
|---|---|---|
| A | 微带谐振器品质因数扫频测量 | 01 谐振器 Q 值扫频测量 |
| B | 微波定向耦合器 S 参数测量 | 02 定向耦合器特性 |
| C | 功率分配器传输特性测量 | 03 功率分配器测量 |
| D | 思考题与实验报告 | 04 思考题与报告 |
| E | 完整报告范例与实测数据链 | 05 实验报告范例 |
三、装置§
实验书原图 2-7 / 2-8 / 2-9 / 2-10 给出三类元件的连接示意：
| 测量 | 接法 |
|---|---|
| 谐振器 | VNA 端口 1 → 谐振器输入；谐振器输出 → VNA 端口 2（图 2-7） |
| 耦合器·传输 | 端口 1 → 耦合器输入；输出端 → 端口 2；耦合端接 50 Ω（图 2-8） |
| 耦合器·耦合 | 端口 1 → 耦合器输入；耦合端 → 端口 2；输出端接 50 Ω（图 2-9） |
| 功分器 | 端口 1 → 功分器输入；其中一个输出 → 端口 2；另一输出接 50 Ω（图 2-10） |
四、实测数据链§
本页把实验二报告中的截图和表格拆成三条可复核链路，写报告时不要只贴图，要把每条链路写完整。
| 测量 | 关键读数 | 换算 | 结论 |
|---|---|---|---|
| 谐振器 Q 值 | $f_0=1.315\,\mathrm{GHz}$，$f_1=1.290\,\mathrm{GHz}$，$f_2=1.335\,\mathrm{GHz}$ | $\Delta f=45\,\mathrm{MHz}$，$Q_L=f_0/\Delta f=29.22$；自动法 $Q=31.072$ | 两法相差约 6%，主要来自 3 dB 点定位和扫频分辨率 |
| 定向耦合器 | 耦合态 $S_{21}=-10.265\,\mathrm{dB}$，传输态 $S_{21}=-1.249\,\mathrm{dB}$ | 耦合功率比约 9.4%；传输态 $S_{11}=-24.377\,\mathrm{dB}$ 得 $\rho\approx1.13$ | 约 10.3 dB 中等耦合，直通插损较小，端口匹配良好 |
| 功率分配器 | 端口 2/3 路 $S_{21}=-3.906/-3.864\,\mathrm{dB}$，隔离 $S_{32}=-20.891\,\mathrm{dB}$ | 附加插损 $0.906/0.864\,\mathrm{dB}$，幅度偏差 $0.042\,\mathrm{dB}$，相位偏差 $3.934^\circ$ | 两路一致性好，隔离度达到 Wilkinson 常见 20 dB 量级 |
图：谐振器接法示例。耦合器和功分器的接法见各子页面，未测端口都要接 50 Ω 匹配负载。
五、配套讲义§
六、必读§
- 符号与导读
- 来源抽取与融入审计：SOURCE_EXTRACTION_AUDIT.md