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无源理论培训培训内容微波理论基础知识网络分析仪使用指南调试入门、提高及维修技巧第一部分微波理论基础知识什么叫微波什么微波传输系统什么叫微波电路什么叫谐振什么叫谐振器什么叫滤波器带着问题去学习微波理论知识1-1.1微波定义：从现象看电磁波中频谱介于超短波于红外线的波段,其频率范围从300MHz（波长1m）至3000GHz(波长0.1m)。纵观“左邻右舍”它处于超短波和红外光波之间。实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频（RF）电路”等等。红外光超短波微波理论知识1-1.2电磁波定义：电磁波是电磁场的一种运动形态。电可以生成磁，磁也能带来电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，所以电磁波也常称为电波。1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。微波波长与频率的关系f入=v(v=c=3*10m/s)波长入=v/f8微波理论知识1-1.3电磁波按波段的划分微波理论知识1-1.4微波按波长分类范围：分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波波段频率范围波长范围分米波（UHF,超高频）300-300MHz100-10cm厘米波（SHF,特高频）3-30G10-1cm毫米波（EHF,极高频）30-300G10-1mm亚毫米波（EHF,超极高频）300-3000G1-0.1mm注：公司现在主要生产的产品的工作频率，大致有三个波长端：1、450MHz2、900MHz3、1800-2100MHz微波理论知识1-1.5微波常用频段：微波理论知识1-1.5微波特点：由于微波具有频率高、频带宽、信息量大、抗低频干扰的特点，随着人们对无线电频谱空间需要的不断增长，使微波获得了极为广泛的应用，遍及国防建设、科学研究、工农业生产及日常生活等各个领域。微波的传统应用领域是雷达和通信微波理论知识微波通讯微波通讯主要有微波中继通信和对流层散射通信，同轴电缆和波导通信，卫星通信和宇宙通信。微波中继通信是比较成熟的一种，在远距离的两地之间，每隔距离（40km至60km）各安装微波收发设备和定向天线，沿途各站连续接收和发射，使微波信号获得接力，陆续传递到目的地。优点：通信容量大、安装时间短、不受地理条件限制。微波中继通信多采用厘米波。微波理论知识1-4.1----微波中继站原理图微波理论知识1-1.6传输线分析一个正弦波通过长1.5cm的导线，假设导线方向与z轴方向一致。假如振荡器设置的频率是1MHz，按上面计算，波长94.86m，那么1.5cm长的导线，在如此小的尺度内感受到的电压空间变化是不明显的。频率提高的10G的情况就明显不同了，此时波长降低0.94cm，近似为导线长度的2/3，如果沿着1.5cm长的导线测量电压值是不同的。微波理论知识1-2.1微波传输系统、导行波的定义：用来传输微波能量的线路称为微波传输系统，由传输系统导引向一定方向传输的电磁波称为导行波。微波传输系统种类很多，按其上传输的导行波的特征可以分为三种类型：1、TEM波传输线。如平行双线、同轴线、带状线、微波等等。2、TE、TM波传输线。如矩形波导，圆波导，脊行波导、椭圆形波导等。3、表面波传输线。如介质波导、镜像波导、单根线等等。微波波段使用最多的是同轴线、矩形波导、圆波导和微带。微波理论知识1-2.3传输线的主要形式：微波理论知识1-2.2传输线的特点平行线是最简单的TEM波传输线，但由于在工作频率升高而使波长减小到与两根导线距离可相比拟，其辐射损耗急剧增加，故双线仅用于米波的高端和分米波的低频段。同轴线因为有了屏蔽电磁能量的外导体，消除了辐射损耗，但随着频率的提高，为了正常的工作，其横截面积必须相应的减少，使其导体的损耗（特别是内导体）增大，同时也限制了功率容量，所以同轴线常用于分米波高频段至10cm波段。带状线的工作原理和同轴线的相似，其功率容量较大。微带线则是微波集成电路的主要组成部分在厘米波段，常以空心金属管（波导）作为传输线，其优点是损耗小，功率容量大。微波理论知识1-2.3传输线的主要形式：微波理论知识1-3.1谐振定义：无线电接收机中调谐回路的振荡频率与无线电发射台的振荡频率相同时,接收机就可以收到发射台的无线电波,这种现象叫做谐振谐振电路定义：含有电感、电容和电阻元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形相位相同的情况时，称电路发生谐振。能发生谐振的电路，称为谐振电路。谐振电路在电子和通信工程中得到广泛应用按电路连接形式分可以分为：串联谐振电路、并联谐振电路微波理论知识1-3.2微波理论知识1-3.31、串联、并联谐振电路谐振条件LC10当，即时，()=0,01ωCωLLC1ω2、串联、并联谐振电路谐振频率式中称为电路的固有谐振角频率。LCω1＝0上式表明L和C值越低（小），谐振频率越高微波理论知识----谐振器模型左图为单个谐振腔的电场模型及其等效电路原理图。图为不带圆盘的谐振杆的圆腔谐振器，谐振杆顶部与盖板形成的电容，可以理解成等效电路中的端接电容。等效电路中的谐振频率计算公式为：12fLC为谐振杆加入圆盘，相当于加大了端接电容，圆盘越大，电容越大，谐振频率越低；同样加入调谐螺杆，也相当于加大端接电容，螺杆进得越深，端接电容值越大，谐振频率越低。所以，将所有的调谐螺杆往里进，则滤波器通带低偏。常用有哪些微波器件1、微波器件分类：A、按端口数量分：①、单端口，②、双端口，③、三端口，④、多端口B、按电路类型分：①、有源，②、无源C、按功能、作用分：①、连接元件，②、终端元件，③、匹配元件，④、衰减与移相元件，⑤、分路元件，⑥、滤波元件等等我们这里重点讲滤波器！微波理论知识1-5.1滤波器定义：广义上：凡是有具有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。用来分开及组合不同频率，选取需要的信号频率，抑制不需要的信号频率的微波器件主要功能是作为各种电信号的提取、分隔、抑止干扰。微波理论知识1-5.2滤波器分类：滤波器分为有源和无源二大类，由于无源滤波器不需电源、不易产生干扰、稳定、可靠、适应范围广等特点，因而被广泛应用。按构成元件不同最常见的有：RC滤波器、LC滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、机械滤波器、声表面波滤波器，还有螺旋滤波器、介质滤波器、微波滤波器等。滤波器按其主要特性可分为：带通、带阻、高通、低通、可变通带等滤波器。滤波器按其功能可以分为：中频滤波器、边带滤波器、话路滤波器、线性相移滤波器、相位恒定滤波器、相位配对滤波器、电源滤波器等。微波理论知识1-5.5微波理论知识1-5.2-----带通滤波器的工作原理原始信号滤波器响应滤波后的信号微波理论知识1-5.5双工器定义：有接收滤波器和发射滤波器两部分组成，并且在天线端口将两路合并为一路，这样可以使信号的接收和发射共用一根天线和馈线。这样可以使信号的接收和发射共用一个天线和馈线，节约成本。微波理论知识1-5.3定向耦合器一般属于四端口网络，它有输入端、直通端、耦合端和隔离端，分别对应左图所示的1、2、3和4端口。定向耦合器的主要技术指标有耦合度、隔离度(或方向性)、输入驻波比和工作带宽。微波理论知识1-5.4滤波器分类：滤波器分为有源和无源二大类，由于无源滤波器不需电源、不易产生干扰、稳定、可靠、适应范围广等特点，因而被广泛应用。按构成元件不同最常见的有：RC滤波器、LC滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、机械滤波器、声表面波滤波器，还有螺旋滤波器、介质滤波器、微波滤波器等。滤波器按其主要特性可分为：带通、带阻、高通、低通、可变通带等滤波器。滤波器按其功能可以分为：中频滤波器、边带滤波器、话路滤波器、线性相移滤波器、相位恒定滤波器、相位配对滤波器、电源滤波器等。微波理论知识1-5.5滤波器常用名词：中心频率带通或带阻滤波器两个截止频率的几何平均值。通常情况可用算术平均值计算。截止频率相对衰耗达到某规定值的通带边缘频率。频率温度系数指在给定温度范围例内，单位温度变化引起的滤波器频率的相对变化量通带宽度通带两截止频率间的频率间隔，其值等于两截止频率之差。通带波动通带内某一规定频段衰耗的最大变化值插入损耗通频带内滤波器的输入电压和输出电压之比微波理论知识1-5.6滤波器常用名词：TX-–发射端RX-–接收端ANT-–天线端微波理论知识1-5.6第二部分网络分析仪使用网络分析仪基本概念网络分析仪界面网络分析仪按键说明网络分析仪使用常识网络分析仪使用技巧网络分析仪使用过程中注意事项带着问题去学习网络分析仪基本概念网络——对实际物理电路和元件进行的数学抽象，主要研究外部特性网络分析——在感兴趣的频率范围内，通过线性激励-响应测试确定元件的幅频特性和相频特性的过程网络分析仪——通过正弦扫频测量获得线性网络的传递函数以及阻抗函数的仪器网络分析仪是通过测定网络的反射参数和传输参数，从而对网络中元器件特性的全部参数进行全面描述的测量仪器，用于实现对线性网络的频率特性测量。网络分析仪能够完成反射、传输两种基本测量，从而确定几乎所有的网络特性，S参数是其中最基本的特性。标量网络分析仪：只测量线性系统的幅度信息；矢量网络分析仪：可同时进行幅度传输特性和相位特性测量网络分析仪基本概念-----系统组成及器件功能双功器LOLC滤波器功分器耦合器隔离器平衡/非平衡转换混频器LNA放大器SAW滤波器SAW滤波器天线射频前端模块平衡/非平衡转换TXIFLC滤波器网络分析仪基本概念-------射频信号在器件中的传播Lightwave入射反射透射RF/MW网络分析仪基本概念-------完整的器件指标描述TransmittedIncident传输特性增益S参数S21,S12群延时Delay传输系数相位PhaseReflectedIncident反射特性SWRS参数S11,S22反射系数阻抗R+jX,G+jB反射损耗G,rT,t输入反射输出RBAAR=BR=网络分析仪基本概念----网络分析仪测量误差系统误差由于测试仪表原理或测试设备引起变化有规律能够被定量描述可通过校准消除随机误差随时间随机变化不能通过校准消除引起随机误差的原因:设备噪声开关重复性连接器重复性飘移误差校准后仪表性能变化主要由温度变化造成通过定期计量消除被测件性能测试数据系统误差随机误差飘移误差网络分析仪界面-----前面板11、通道/测量轨迹线切换2、测量参数设置3、测量状态设置4、内部磁盘5、USB接口网络分析仪界面-----前面板21、参数设置2、标示/分析功能3、VBA应用4、LCD显示5、测量结果显示网络分析仪界面-----后面板1、HandlerI/O接口2、并行接口3、串行接口4、键盘/鼠标接口5、LNA/USB接口6、GPIB接口7、VGA输出8、内部参考输出9、内部参考输入第三部分调试入门异常通带怎么纠正耦合度异常怎么判断解决带着问题去学习调试入门-----带通滤波器的波形整个滤波器的响应，可以理解为由n（n为滤波器腔数）个相关联的单腔谐振，通过一定的组合构成。如左上图虚线表示。除两个抽头腔外的每个谐振腔，形成一个在通带内的谐振峰，谐振峰之间通过不同大小的窗口耦合，排列在通带内的不同位置，形成通带。左下图为滤波器的回波草图。对于带通滤波器，有几个谐振腔（包括两个抽头腔）就会在通带内形成几个传输极点（即对应的图中红色圆圈内的波谷）。回波与驻波相对应，回波曲线中的波谷，对应在驻波曲线中，也是一个波谷。调试入门-----异常通带及纠正方法---此通带明显低偏,可以将调谐螺杆统一向外旋调试入门-----异常通带及纠正方法---此通带明显高偏,可以将调谐螺杆统一向内旋.调试入门-----异常通带及纠正方法将抽头调谐螺杆统一向内旋，此时在通带上可以看见一个尖峰，将其调如通带内则可。调试入门-----异常通带及纠正方法---此通带明显偏窄,插入损耗较大，可以将调谐螺杆向外旋后将耦合螺杆向内旋