射频实验报告耦合器

射频实验报告（五)、（六）姓名：学号：日期：实验项目名称：射频实验支路/平行定向耦合器一、实验目的1、通过对MOD-5A：叉路型定向耦合器的方向性，隔离度的测量，了解叉路型定向耦合器的特性。2、通过对MOD-5B：平行线型定向耦合器的方向性，隔离度的测量，了解平行线型定向耦合器电路的特性。二、实验仪器1、模组编号：RF2KM5-1A（L-CBRANCHLINECOUPLER）RF2KM5-2A（PARALLELLINECOUPLER）2、模组内容：代号名称/说明适用频率范围主要特性MOD-5AL-CBRANCHLINECOUPLER叉路型定向耦合器40050MHzReturnLoss-13dBTransmission-2dBCoupling-11dBIsolation-13dB代号名称/说明适用频率范围主要特性MOD-5BPARALLELLINECOUPLER平行线型定向耦合器75050MHzReturnLoss-12dBTransmission-1.5dBCoupling-10dBIsolation-14dB3、RF2000测量主机：一台4、PC机：一台5、连接线若干，50匹配端子2个三、实验原理1、定向耦合器是微波测量和其他微波系统中的常用元件，更是近代扫频反射计的核心部件，因此，熟悉定向耦合器的特性，掌握其测量方法很重要。定向耦合器是一种有方向性的微波功率分配器件，通常有波导、同轴线、带状线及微带线几种类型，定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传播的微波功率通过小孔或间隙等耦合元件，将一部分功率耦合到副线中的一个方向传输（称“耦合输出”），而在另一个方向几乎没有（或极小）功率传输（称“隔离输出”）。2、在本实验中，定向耦合器是个四端口网络结构（4－portnetwork），如图3－1所示。若信号输入端（Port-1，InputPort）的功率为P1，信号传输端（Port-2，TransmissionPort）的功率为P2，信号耦合端（Port-3，CouplingPort）的功率为P3，而信号隔离端（Port-4，IsolationPort）的功率为P4。若P1、P2、P3、P4皆用毫瓦（mW）来表示，定向耦合器的四大参数，则可定义为：传输系数：12log10)(PPdBTonTransmissi3-1耦合系数：13log10)(PPdBCCoupling3-2隔离度：14log10)(PPdBIIsolation3-3方向性：)()()(dBCdBIdBDyDirectivit3-4常见的[定向耦合器]可分成[支线型]和[平行线型]两种。3、主要技术参数：（1）隔离度定向耦合器的隔离度定义为输入功率P入与隔离臂输出功率P隔之比的分贝数，记以KI，即KI=10lgPP隔入3-4本实验中测得的功率的单位均为dBm，所以隔离度的值为输入端（或传输端）与隔离端测得的功率的差值。（2）方向性方向性的定义是副通道中耦合臂和隔离臂输出功率之比的分贝数，记以KD，即KD=10lg隔耦PP（dB）3-5本实验中测得的功率的单位均为dBm，所以方向性的值为耦合端与隔离端测得的功率的差值。由定义知道，耦合到副通道中隔离臂的功率愈小，则方向性愈高。通常希望定向耦合器的方向性愈高愈好。理想定向耦合器的方向性和隔离度均为无穷大（因P隔=0）。四、实验设计与实验过程（一）MOD-5A的S参量的测量1、将RF2000主机通过RS232与PC机相联接，接好RF2000电源，开机。2、将模块RF2KM5-1A的开路端口，即P1端口，与RF2000主机的SWEEP/CW1OUT端口通过连接线连在一起，其余端口接匹配负载。模块接好以后，在RF2000主机的面板上找到“BAND”键，按“BAND”把频段选到299-540MHz的频段，按REM键进行连接，当RF2000的LCD画面第一行显示为“SWEEP!!!!!MHz”，第二行显示为“---db299-540”时，此时软件界面显示的为开路状定向耦合器Port-1P1Port-2P2[定向耦合器]方块图Port-3P3Port-4P4态下300MHz-500MHz时的S11曲线图3、仿照实验一中匹配负载状态下S21的测量，分别测出S31S41S21。（二）MOD-5B的S参量的测量在实验测量中，信号从P1端输入，P2为耦合端，P3为传输端，P4为隔离端。与MOD-5A的S参量的测量同理，依次测量S11S31S41S21。五、实验结果（分支线型定向耦合器在300-500MHz时S11的曲线图）（分支线型定向耦合器在300-500MHz时S21的曲线图）（分支线型定向耦合器在300-500MHz时S21的曲线图）（分支线型定向耦合器在300-500MHz时S21的曲线图）（平行线型定向耦合器在599-1000MHz时S21的曲线图）（平行线型定向耦合器在599-1000MHz时S21的曲线图）（平行线型定向耦合器在599-1000MHz时S21的曲线图）（平行线型定向耦合器在599-1000MHz时S21的曲线图）六、实验结果分析MOD-5A的回波损耗=10log|S11|2=MOD-5A的耦合度=10log|S21|2=MOD-5A的隔离度=-10log|S41|2=-MOD-5A的方向性=10log（|S21|2/|S41|2）=MOD-5B的回波损耗=10log|S11|2=MOD-5B的耦合度=10log|S21|2=MOD-5B的隔离度=-10log|S41|2=MOD-5B的方向性=10log（|S21|2/|S41|2）=