回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义
回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义
以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。在高速电路设计中用到以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。在高速电路设计中用到的微带线或带状线，都有参考平面，为不对称结构（但平行双导线就是对称结构），所以S11不等于S22，但满足互易条件，总是有S12＝S21。假设Port1为信号输入端口，Port2为信号输出端口，则我们关心的S参数有两个：S11和S21，S11表示回波损耗，也就是有多少能量被反射回源端（Port1）了，这个值越小越好，一般建议S110.7，即－3dB，如果网络是无耗的，那么只要Port1上的反射很小，就可以满足
S21>0.7的要求，但通常的传输线是有耗的，尤其在GHz
以上，损耗很显著，即使在Port1上没有反射，经过长距离的传输线后，S21的值就会变得很小，表示能量在传输过程
中还没到达目的地，就已经消耗在路上了。对于由2根或以上的传输线组成的网络，还会有传输线间的互参数，可以理解为近端串扰系数、远端串扰系统，注意在奇模激励和偶模激励下的S参数值不同。需要说明的是，S参数表示的是全频段的信息，由于传输线的带宽限制，一般在高频的衰减比较大，S参数的指标只要在由信号的边缘速率表示的EMI发射带宽范围内满足要求就可以了。回波损耗，反射系数，电压驻波比, S11这几个参数在射频微波应用中经常会碰到，他们各自的含义如下：回波损耗(Return Loss)：入射功率/反射功率, 为dB数值反射系数(Г)：反射电压/入射电压, 为标量电压驻波比(Voltage Standing Wave Ration): 波腹电压/波节电压S参数：S12为反向传输系数，也就是隔离。S21为正向传输系数，也就是增益。S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。四者的关系：
VSWR=(1+Г)/(1-Г) (1)
S11=20lg(Г) (2)
RL=-S11 (3)以上各参数的定义与测量都有一个前提，就是其它各端口都要匹配。这些参数的共同点：他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。其中，S11实际上就是反射系数Г，只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值，而回波损耗是从功率
的角度来看待问题。而电压驻波的原始定义与传输线有关，将两个网络连接在一起，虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值，但实际上如果这里没有传输线，根本不会存在驻波。我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式，至于用哪一个参数来进行描述，取决于怎样方便，以及习惯如何。回波损耗与VSWR之间的转换关系，读者可以采用上面的式子1和2来手动计算。反射系数/行波系数/驻波比/回波损耗1、定义：天馈线匹配：阻抗匹配的优劣一般用四个参数来衡量，即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个均出于习惯。通常用的较多的是驻波比和回波损耗。比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5。回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射，无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。2、公式表达2.1 驻波比:S＝电压最大值/电压最小值
＝Umax/Umin2.2 行波系数:K＝电压最小值/电压最大值＝Umin/Umax
＝(入射波振幅-反射波振幅)/(反射波振幅+入射波振幅)2.3
反射系数:P＝反射波振幅/入射波振幅
＝(传输线特性阻抗-负载阻抗)/(传输线特性阻抗+负载阻抗) 即P＝︱（Zb-Za）/（Zb+Za）︱取绝对值2.4 回波损耗：L＝1/P＝︱（Zb+Za）/（Zb-Za）︱2.5 驻波比与反射系数：S＝（1+P）/（1-P）VSWR
VSWR翻译为电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio)，一般简称驻波比。电磁波从甲介质传导到乙介质,会由于介质不同,电磁波的能量会有一部分被反射，从而在甲区域形成“行驻波”。电压驻波比,指的就是行驻波的电压峰值与电压谷值之比，此值可以通过反射系数的模值计算：VSWR=(1+反射系数模值)/(1-反射系数模值）。而入射波能量与反射波能量的比值为1：(反射系数模的平方) 从能量传输的角度考虑，理想的VSWR为1:1 ，即此时为行波传速状态，在传输线中，称为阻抗匹配；最差时VSWR无穷大，此时反射系数模为1，为纯驻波状态，称为全反射，没有能量传输。由上可知,驻波比越大,反射功率越高，传输效率越低。电压驻波比（VSWR）
电压驻波比（VSWR）是射频技术中最常用的参数，用来衡量部件之间的匹配是否良好。当业余无线电爱好者进行联络时，当然首先会想到测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1，
如果接近1:1，当然好。常常听到这样的问题：但如果不能达到1，会怎样呢？驻波比小到几，天线才算合格？为什么大小81这类老式的军用电台上没有驻波表？VSWR及标称阻抗
发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果发射机的阻抗不同，要求天线的阻抗也不同。在电子管时代，一方面电子管本输出阻抗高，另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广，流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线，因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。而现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆，因此商品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。如果你拥有一台输出阻抗为600欧姆的老电台，那就大可不必费心血用50欧姆的VSWR计来修理你的天线，因为那样反而帮倒忙。只要设法调到你的天线电流最大就可以了。VSWR不是1时，比较VSWR的值没有意义
正因为VSWR除了1以外的数值不值得那么精确地认定（除非有特殊需要），所以多数VSWR表并没有象电压表、电阻表那样认真标定，甚至很少有VSWR给出它的误差等级数据。由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影
响，多数VSWR表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。VSWR都＝1不等于都是好天线影响天线效果的最重要因素：谐振让我们用弦乐器的弦来加以说明。无论是提琴还是古筝，它的每一根弦在特定的长度和张力下，都会有自己的固有频率。当弦以固有频率振动时，两端被固定不能移动，但振动方向的张力最大。中间摆动最大，但振动张力最松弛。这相当于自由谐振的总长度为1/2波长的天线，两端没有电流（电流波谷）而电压幅度最大（电压波腹），中间电流最大（电流波腹）而相邻两点的电压最小（电压波谷）。我们要使这根弦发出最强的声音，一是所要的声音只能是弦的固有频率，二是驱动点的张力与摆幅之比要恰当，即驱动源要和弦上驱动点的阻抗相匹配。具体表现就是拉弦的琴弓或者弹拨的手指要选在弦的适当位置上。我们在实际中不难发现，拉弓或者拨弦位置错误会影响弦的发声强度，但稍有不当还不至于影响太多，而要发出与琴弦固有频率不同的声响却是十分困难的，此时弦上各点的振动状态十分复杂、混乱，即使振动起来，各点对空气的推动不是齐心合力的，发声效率很低。
天线也是同样，要使天线发射的电磁场最强，一是发射频率必须和天线的固有频率相同，二是驱动点要选在天线的适当位置。如果驱动点不恰当而天线与信号频率谐振，效果会略
受影响，但是如果天线与信号频率不谐振，则发射效率会大打折扣。所以，在天线匹配需要做到的两点中，谐振是最关键的因素。在早期的发信机，例如本期介绍的71型报话机中，天线电路只用串联电感、电容的办法取得与工作频率的严格谐振，而进一步的阻抗配合是由线圈之间的固定耦合确定死的，在不同频率下未必真正达到阻抗的严格匹配，但是实际效果证明只要谐振就足以好好工作了。
因此在没有条件做到VSWR绝对为1时，业余电台天线最重要的调整是使整个天线电路与工作频率谐振。天线的驻波比和天线系统的驻波比
天线的VSWR需要在天线的馈电端测量。但天线馈电点常常高悬在空中，我们只能在天线电缆的下端测量VSWR，这样测量的是包括电缆的整个天线系统的VSWR。当天线本身的阻抗确实为50欧姆纯电阻、电缆的特性阻抗也确实是50欧姆时，测出的结果是正确的。
当天线阻抗不是50欧姆时而电缆为50欧姆时，测出的VSWR值会严重受到天线长度的影响，只有当电缆的电器长度正好为波长的整倍数时、而且电缆损耗可以忽略不计时，电缆下端呈现的阻抗正好和天线的阻抗完全一样。但即便电
缆长度是整倍波长，但电缆有损耗，例如电缆较细、电缆的电气长度达到波长的几十倍以上，那么电缆下端测出的VSWR还是会比天线的实际VSWR低。
所以，测量VSWR时，尤其在UHF以上频段，不要忽略电缆的影响。不对称天线
我们知道偶极天线每臂电气长度应为1/4波长。那么如果两臂长度不同，它的谐振波长如何计算？是否会出现两个谐振点？
如果想清了上述琴弦的例子，答案就清楚了。系统总长度不足3/4波长的偶极天线（或者以地球、地网为镜象的单臂天线）只有一个谐振频率，取决于两臂的总长度。两臂对称，相当于在阻抗最低点加以驱动，得到的是最低的阻抗。两臂长度不等，相当于把弓子偏近琴马拉弦，费的力不同，驱动点的阻抗比较高一些，但是谐振频率仍旧是一个，由两臂的总长度决定。如果偏到极端，一臂加长到1/2波长而另一臂缩短到0，驱动点阻抗增大到几乎无穷大，则成为端馈天线，称为无线电发展早期用在汽艇上的齐柏林天线和现代的1/2波长R7000垂直天线，当然这时必须增加必要的匹配电路才能连接到50欧姆的低阻抗发射机上。
偶极天线两臂不对称，或者两臂周围导电物体的影响不对称，会使谐振时的阻抗变高。但只要总电气长度保持1/2波长，不对称不是十分严重，那么虽然特性阻抗会变高，一定程度上影响VSWR，但是实际发射效果还不至于有十分明显的恶化。QRPer不必苛求VSWR
当VSWR过高时，主要是天线系统不谐振时，因而阻抗存在很大电抗分量时，发射机末级器件可能需要承受较大的瞬间过电压。早期技术不很成熟时，高VSWR容易造成射频末级功率器件的损坏。因此，将VSWR控制在较低的数值，例如3以内，是必要的。
现在有些设备具有比较完备的高VSWR保护，当在线测量到的VSWR过高时，会自动降低驱动功率，所以烧末级的危险比20年以前降低了很多。但是仍然不要大意。不过对于QRP玩家讲来，末级功率有时小到几乎没有烧末级的可能性。移动运用时要将便携的临时天线调到VSWR＝1却因为环境的变幻而要绞尽脑汁。这时不必太丧气。1988－1989年笔者为BY1PK试验4W的CW/QRP，使用长度不足1.5米的三楼窗帘铁丝和长度为1.5米左右的塑料线做馈线，用串并电容的办法调到天线电流最大，测得VSWR为无穷大，
却也联到了JA、VK、U9、OH等电台。后来做了一个小天调，把VSWR调到1，但对比试验中远方友台报告说，VSWR 的极大变化并没有给信号带来什么改进，好像信号还变弱了些，可能本来就微弱的信号被天调的损耗又吃掉了一些吧。
总之，VSWR道理多多。既然有了业余电台，总是免不了和VSWR打交道，不妨多观察、积累、交流各自的心得吧。天线系统和输出阻抗
天线系统和输出阻抗为50欧的发信机的匹配条件是天线系统阻抗为50欧纯电阻。要满足这个条件，需要做到两点：第一，天线电路与工作频率谐振（否则天线阻抗就不是纯电阻）；第二，选择适当的馈电点。
一些国外杂志文章在介绍天线时经常给出VSWR的曲线。有时会因此产生一种错觉，只要VSWR＝1，总会是好天线。其实，VSWR＝1只能说明发射机的能量可以有效地传输到天线系统。但是这些能量是否能有效地辐射到空间，那是另一个问题。一副按理论长度作制作的偶极天线，和一副长度只有1/20的缩短型天线，只要采取适当措施，它们都可能做到VSWR＝1，但发射效果肯定大相径庭，不能同日而语。做为极端例子，一个50欧姆的电阻，它的VSWR十分理想地等于1，但是它的发射效率是0。
而如果VSWR不等于1，譬如说等于4，那么可能性会有很多：天线感性失谐，天线容性失谐，天线谐振但是馈电点不对，等等。在阻抗园图上，每一个VSWR数值都是一个园，拥有无穷多个点。也就是说，VSWR数值相同时，天线系统的状态有很多种可能性，因此两根天线之间仅用VSWR数值来做简单的互相比较没有太严格的意义。天线VSWR＝1说明天线系统和发信机满足匹配条件，发信机的能量可以最有效地输送到天线上，匹配的情况只有这一种。
初三物理电流和电路专题训练答案及解析 一、电流和电路选择题 1．家用电吹风由电动机和电热丝等组成．为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作．下列电路中符合要求的是（） A. B. C. D. 【答案】 D 【解析】【解答】A、电热丝和电动机串联，而电动机不能够独立工作，A不符合题意；B、电动机和电热丝并联连接，电路中只有一个总开关控制，开关闭合，电热丝和电动机同时工作，而电动机无法独立工作，B不符合题意； C、电动机和电热丝并联连接，S1控制整个电路，S2控制电动机；S1闭合，S2断开，只有电热丝工作，而电动机不工作；C不符合题意； D、电动机和电热丝并联连接，S1控制整个电路，S2控制电热丝；S1闭合，S2断开，只有电动机工作，电热丝不工作；S1闭合，S2闭合，电动机和电热丝同时工作；S1断开，电动机和电热丝都不工作，D符合题意． 故答案为：D． 【分析】根据电路要求，电动机和电热丝可以单独工作，电路要并联，且电热丝有开关. 2．下列物理量的估计最接近实际的是（） A. 家用电冰箱每日耗电约为1度 B. 家用空调的额定功率约为100W C. 电动自行车的电瓶电压约为3V D. 家用洗衣机的额定电流约为10A 【答案】A 【解析】【解答】解：A、家用电冰箱间歇性工作，每日耗电约为1kW?h，符合题意；故A 正确； B、家用空调的额定功率约为1000W；故B错误； C、电动自行车的电瓶电压约48V；故C错误； D、家用洗衣机的额定电流约2A；故D错误； 故选A． 【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案．
实验一驻波测量线的调整 一、实验目的 １、熟悉测量线的使用及探针的调谐。 ２、了解波到波导波长的测量方法。 二、实验原理 1、微波测量系统的组成 微波测量一般都必须在一个测试系统上进行。测试系统包括微波信号源，若干波导元件和指示仪表三部分。图1是小功率微波测试系统组成的典型例子。 图1 小功率波导测试系统示意图 进行微波测量，首先必须正确连接与调整微波测试系统。信号源通常位于左侧，待测元件接在右侧，以便于操作。连接系统平稳，各元件接头对准，晶体检波器输出引线应远离电源和输入线路，以免干扰。如果连接不当，将会影响测量精度，产生误差。 微波信号源的工作状态有连续波、方波调制和锯齿波调制三种信号通过同轴—波导转换接头进入波导系统（以后测试图中都省略画出同轴—波导转换接头）。隔离器起去耦作用，即防止反射波返回信号源影响其输出功率和频率的稳定。可变衰减器用来控制进入测试系统的功率电平。频率计用来测量信号源的频率。驻波测量线用来测量波导中驻波的分布。波导的输出功率是通过检波器进行检波送往指示器。
若信号为连续波，指示器用光点检流计或直流微安表。若信号输出是调制波，检波得到的低频信号可通过高灵敏度的选频放大器或测量放大器进行放大，或由示波器数字电压表、功率计等来指示。后一种测量方法的测量精度较高，姑经常采用调制波作被测信号，测试系统的组成应当根据波测对象作灵活变动。 系统调整主要指信号源和测量线的调整，以及晶体检波器的校准。信号源的调整包括振谐频率、功率电平及调谐方式等。本实验讨论驻波测量线的调整和晶体检波器的校准。 2、测量线的调整及波长测量 （1）驻波测量线的调整 驻波测量线是微波系统的一个常用测量仪器，它在微波测量中用处很广，如测驻波、阻抗、相位、波长等。 测量线通常由一端开槽传输线，探头（耦合探针，探针的调谐腔体和输出指示）、传动装置三部分组成，由于耦合探针深入传输线而引起不均匀性，其作用相当于在线上并联一个导纳，从而影响系统的工作状态（详见第二部分二）。为了减小影响，测试前必须仔细调整测量线。 实验中测量线的调整一般包括选择合适的探针穿深度，调谐探头和晶体检波特性。 探针电路的调谐方法：先使探针的穿深度适当，通常取~，然后测量线终端接匹配负载，移动探针至测量线中间部分，调节探头活塞，直至输出指示最大。 （2）波长测量 测量波长常见的方法有谐振法和驻波分析法。前者用谐振式波长计（为使用方便，直接以频率刻度，故也称直读式频率计）测量。后者是用驻波测量线测量，当测量线终端短路时，传输线上形成纯驻线，移动测量线探针，测出两个相临驻波最小点之间的距离，即可求得波导波长。 在传输电磁波的同轴系统中，按上述方法测出的波导波长就是工作波长，即λg=λ；而在波导系统中，测量线册出的波长是波导波长λg，根据波导波长和工作波长的关系式：
电压驻波比（VSWR）是射频技术中最常用的参数，用来衡量部件之间的匹配是否良好。当业余无线电爱好者进行联络时，当然首先会想到测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1， 如果接近1:1，当然好。常常听到这样的问题：但如果不能达到1，会怎样呢？驻波比小到几，天线才算合格？为什么大小81这类老式的军用电台上没有驻波表？ VSWR及标称阻抗 发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果发射机的阻抗不同，要求天线的阻抗也不同。在电子管时代，一方面电子管本输出阻抗高，另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广，流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线，因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。而现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆，因此商品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。 如果你拥有一台输出阻抗为600欧姆的老电台，那就大可不必费心血用50欧姆的VSWR计来修理你的天线，因为那样反而帮倒忙。只要设法调到你的天线电流最大就可以了。 VSWR不是1时，比较VSWR的值没有意义 正因为VSWR除了1以外的数值不值得那么精确地认定（除非有特殊需要），所以多数VSWR表并没有象电压表、电阻表那样认真标定，甚至很少有VSWR给出它的误差等级数据。由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影响，多数VSWR表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。 VSWR都＝1不等于都是好天线 影响天线效果的最重要因素：谐振 让我们用弦乐器的弦来加以说明。无论是提琴还是古筝，它的每一根弦在特定的长度和张力下，都会有自己的固有频率。当弦以固有频率振动时，两端被固定不能移动，但振动方向的张力最大。中间摆动最大，但振动张力最松弛。这相当于自由谐振的总长度为1/2波长的天线，两端没有电流（电流波谷）而电压幅度最大（电压波腹），中间电流最大（电流波腹）而相邻两点的电压最小（电压波谷）。 我们要使这根弦发出最强的声音，一是所要的声音只能是弦的固有频率，二是驱动点的张力与摆幅之比要恰当，即驱动源要和弦上驱动点的阻抗相匹配。具体表现就是拉弦的琴弓或者弹拨的手指要选在弦的适当位置上。我们在实际中不难发现，拉弓或者拨弦位置错误会影响弦的发声强度，但稍有不当还不至于影响太多，而要发出与琴弦固有频率不同的声响却是十分困难的，此时弦上各点的振动状态十分复杂、混乱，即使振动起来，各点对空气的推动不是齐心合力的，发声效率很低。
九年级上册物理电流和电路（培优篇）（Word版含解析） 一、初三物理电流和电路易错压轴题（难） 1．小红同学对串联电路的电压规律进行了探究。 （猜想与假设）串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。 （设计与进行实验） （1）按如图所示的电路图连接电路。 （2）闭合开关，排除故障，用电压表在AB间测出L1两端的电压。 （3）在测L2两端的电压时，小明为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上。 （4）测出AC间的电压，得出结论。 （交流与评估） （1）在拆接电路时，开关必须________。 （2）闭合开关，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是L1________（填“短路”或“断路”） （3）小明用步骤3的方法能否测出L2两端的电压？为什么？________。 【答案】断开短路不能，电压表的正负接线柱接反了 【解析】 【详解】 （1）为了保护电路，在拆接电路时，开关必须断开。 （2）闭合开关，发现电压表示数为零，若为L1的故障，只能是短路，此时电压表也被短路，故示数为零，若断路时，电压表串联在电路中，电压表会有示数，且接近电源电压；所以小灯泡的故障可能是L1短路。 （3）电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，此时电流由负接线柱注入，正接线柱流出，即电流方向是反的，指针会反偏，所以不能测出L2两端的电压。【点睛】 重点是研究串联电路电压的实验，注意电压表的使用，在连接电压表时，电流方向不能接错，选择量程可用试触的方法。 2．小明利用铅笔芯和鳄鱼夹制作了简易调光灯，装置如图甲所示．
（1）甲图中有一处明显错误是；改正后，闭合开关，改变鳄鱼夹M、N之间距离，发现灯泡亮度会发生变化，这一现象说明导体的电阻与导体的有关． （2）小明用一个LED灯替换铅笔芯，与小灯泡串联后接入电路（如图乙）．闭合开关 S1，发现LED灯亮而小灯泡L不亮．针对这种现象，同学们提出了以下猜想： 猜想一：小灯泡L处发生短路 猜想二：LED灯电阻很大导致电路电流很小 为了验证猜想，小组同学进行如下实验： 实验一：将一根导线并联在图乙电路中LED灯的两端，此时LED灯，小灯泡L （填“亮”或“不亮”）．根据观察到的现象说明猜想一是错误的． 实验二：利用电流表和电压表，按图丙所示的电路对LED灯的电阻进行测量．闭合开关依次移动滑动变阻器的滑片，获得多组数据如下表． 实验次数电压（伏）电流（毫安）电阻（欧）11．412116．7 21．614114．3 31．816112．5 ………… 实验二中，某次测量时电压表示数如图丁所示，此时电压表读数为 V，实验时滑动变阻器的滑片逐渐向端移动（填“a”或“b”）．经分析，结果支持猜想二，从而导致小灯泡的
实验五天线的输入阻抗与驻波比测量 一、实验目的 1.了解单极子的阻抗特性，知道单极子阻抗的测量方法。 2.了解半波振子的阻抗特性，知道半波振子阻抗与驻波比的测量方法。 3.了解全波振子的阻抗特性，知道全波振子阻抗与驻波比的测量方法。 4.了解偶极子的阻抗特性，知道偶极子阻抗与驻波比的测量方法。 二、实验器材 PNA3621及其全套附件，作地用的铝板一块，待测单极子3个，分别为Φ1，Φ3，Φ9，长度相同。短路器一只，待测半波振子天线一个，待测全波振子天线一个，待测偶极子天线一个。 三、实验步骤 1.仪器按测回损连接，按【执行】键校开路； 2.接上短路器，按【执行】键校短路； 3.拔下短路器，插上待测振子即可测出输入阻抗轨迹。 4.拔下短路器，接上待测半波振子天线，按菜单键将光标移到【移+0.000m】处，设置移参数据约0.184m，再将光标上移到【矢量】处，按【执行】键。 5.拔下短路器，接上待测全波振子天线，按菜单键将光标移到【移+0.000m】处，设置移参数据约0.133m，再将光标上移到【矢量】处，按【执行】键。 6.拔下短路器，接上待测偶极子天线，按菜单键将光标移到【移+0.000m】处，设置移参数据约0.074m，再将光标上移到【矢量】处，按【执行】键。 四、实验记录
单极子?3： 单极子?2： 单极子?1： 偶极子： 半波振子： 全波振子： 五、实验仿真 以下为实验仿真及其结果： 六、实验扩展分析 单极子天线是在偶极子天线的基础上发展而来的。最初偶极子天线有两个臂，每个臂长四分之一波长，方向图类似面包圈；研究人员利用镜像原理，在单臂下面加一块金属板，变得到了单极子天线。单极子天线很容易做成超宽带。至于其他方面的电性能，基本与偶极子天线相似。 上图左边为单极子，右边为偶极子。虚线根据地面作为等势面镜像而来，单极子是从中心馈电点处切去一半并相对于地面馈电的偶极子。单极子是从中心馈电点处切去一半并相对于地面馈电的偶极子。因此可以理解为：上半个偶极子+对称面作为接地=单极子。由于单极子接地面就是偶极子的对称面，因此单极子馈电部分输入端的缝隙宽度只有偶极子的一半，根据电压等于电场的线积分，这导致输入电压只有偶极子的一半。又因为对称性，单极子和偶极子的电流大小相同，因此单极子的输入阻抗是偶极子的一半。同理，辐射电阻或辐射功率也是偶极子的一半。 由于单极子只辐射上半空间，而偶极子辐射整个空间，因此单极子的方向性是偶极子的
回波损耗，反射系数，电压驻波比,S11这几个参数在射频微波应用中经常会碰到,他们各自的含义如下: 回波损耗(Return Loss):入射功率/反射功率,为dB数值 反射系数(Г):反射电压/入射电压,为标量 电压驻波比(Voltage Standing Wave Ration):波腹电压/波节电压S参数:S12为反向传输系数，也就是隔离。S21为正向传输系数，也就是增益。S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。 四者的关系： VSWR=(1+Г)/(1-Г)(1) S11=20lg(Г)(2) RL=-S11(3) 以上各参数的定义与测量都有一个前提，就是其它各端口都要匹配。这些参数的共同点：他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。其中，S11实际上就是反射系数Г，只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值，而回波损耗是从功率的角度来看待问题。而电压驻波的原始定义与传输
线有关，将两个网络连接在一起，虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值，但实际上如果这里没有传输线，根本不会存在驻波。我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式，至于用哪一个参数来进行描述，取决于怎样方便，以及习惯如何。回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义:以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。在高速电路设计中用到:以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S 参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。在高速电路设计中用到的微带线或带状线，都有参考平面，为不对称结构（但平行双导线就是对称结构），所以S11不等于S22，但满足互易条件，总是有S12＝S21。假设Port1为信号输入端口，Port2为信号输出端口，则我们关心的S参数有两个：S11和S21，S11表示回波损耗，也就是有多少能量被反射回源端（Port1）了，这个值越小越好，一般建议S11<0.1，即－20dB，S21
第十五章 《电流和电路》 一、选择题（共10题，每题2分，共20分） 1、日常的生活经验告诉我们，家中的电灯、插座、彩色电视机、电冰箱等电气设备之间的连接方法是( ) A.一定是串联 B.一定是并联 C.可以串联，也可以是并联 D.电灯与插座应该串联，彩电与电冰箱应该并联 2、关于电流和电源，下列说法正确的是( ) A.电路中只要有电源，就一定有电流 B.电流是由电荷做无规则运动形成的 C.在电源的外部，电流从电源的正极流向电源的负极 D ．金属导体中的电流方向与电子移动的房产相同 3、连接串联电路的过程中，下列几点要求中没有必要的是( ) A.按照电路图连接电路的过程中，开关应该是断开的 B.每处接线都必须接牢 C.必须从电池的正极开始依次连接开关S ，灯L 1和L 2，最后连到电池负极 D.连接完毕，对照电路图仔细检查电路，确认无误后再闭合开关 4、如图所示的电路中，哪个电路是正确的( ) 5、如图所示电路中，电流表A 1、A 2、A 3的示数分别为I 1、I 2、I 3，它们的大小关系是( ) A ．I 1=I 2=I 3 B ．I 1>I 2=I 3 C ．I 1>I 2>I 3 D ．I 1>I 3>I 2 6、居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关” ——天黑时，自动闭合，天亮时，自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时，自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，就可以使楼道灯变得“聪明”．则这种“聪明”的电路是( ) 7、某家用电器正常工作是，通过的电流大约为5A ，该用电器可能是( ) A 、电视机 B 、空调 C 、洗衣机 D 、白炽灯 8、甲、乙两同学在做实验时，把电流表的“+”和“0．6”两个接线柱接在电路中，指针位于如下图所示的位置，下面记 录中正确的是( ) A ．1.4A B ．0.24A C ．0.26A D ．0.28A 9、如图所示，粗心的小强把电流表并联接在了L 1的两端。此时如果闭合开关，一定会发生( ) A 、电源短路 B 、电流表损坏 C 、L 1不亮 D 、L 2的灯丝烧断 10、下列四组物体中，都属于绝缘体的一组是( ) A ．碳棒、人体、大地 B ．水银、铜丝、铁块 C ．陶瓷、干木、塑料 C ．大地、人体、陶瓷 二、填空题（每空1分，共20分） 11、一个完整的电路是由提供电能的_______、消耗电能的____________、控制电路通断的_______和提供电的流动路径的__________四部分组成的。 12、在如下图所示的电路中，有三个开关S 1、S 2、S 3，如果仅将开关S 3闭合，S 1、S 2、断开， 则灯L 1、L 2联。如果将开关S 1、S 2闭合，S 3断开，则灯L 1、L 1联。 13、电流是表示________________的物理量，电流的单位是________，用符号______表示。 14、计算器中的电流很小，大约100μA ，也就是_______A ；雷电是一种常见的自然现象，发生雷电时的电流高达2×105 A ，相当于____________mA 。 15、实验室里通常用____________来测量电路中的电流。测量时，电流表必须和被测的用电器________联在电路里，使电流从它的_________接线柱流进，从__________接线柱流出，并选择合适的___________，绝对不允许不经过_____________而直接将它连接在电源的两极上。 16、串联电路中各处的电流是___________的，并联电路干路的电流___________各并联支路的电流______________。 三、作图题（共2题，共10分） 17、根据电路实物图画出电路图 220V 220V 220V 220V A C D 光控 声控 声控 光控 光控 声控 光控 声控 L 1
电子信息工程系实验报告课程名称：微波原理 实验项目名称：驻波比的测量实验时间：2010-5-27 班级：通信072 姓名：学号：710705229 实验目的: 掌握测量驻波比的原理和常用方法 【实验内容】 在测量线系统中，选用合适的方法测量给定器件的电压驻波系数。 【实验框图与仪器】 网络分析仪信号源被测件频谱仪 b. c. 图1 驻波比测量系统图 【实验原理】 测试微波传输系统内电磁场的驻波分布情况，包括场强的最大点、最小点的幅度及其位置，从而得到驻波比（或反射系数）和波导波长。通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q值等其它参量。 测量电压驻波系数：
可直接由测量线探针分别处于波腹及波节位置时的电流表读出Imax 和Imin ，求出驻波比。 若驻波腹点和节点处电表读数分别为m ax I ，m in I 则电压驻波系数ρ： min max min max I I E E == ρ （1－2） 当电压驻波系数在1.05<ρ<1.5时，驻波的最大值和最小值相差不大，且不尖锐，不易测准，为了提高测量准确度，可采用节点偏移法。 节点偏移法测量驻波比的测试系统如图5示。 测量方法：逐点改变短路活塞的位置（读数S ），在测量线上用交叉读数法跟踪测得某一波节点的位置（读数为D ），作出S 和（D+S ）+KS 的关系曲线，其中12 1 -= λλK ,1λ是取下待测元件，固定短路活塞位置，移动测量线探针测得的测量线中的波长；2λ是固定测量探针，移动短路活塞，用交叉读数法在短路活塞上测得的波长。由所得实验曲线求得最大偏移量?，按下式求出驻波比 ) sin(1)sin( 1 1πλπρ?-?+= （1－18） 当?很小时，可近似为1 21λπρ? +≈ （1－19） 中等驻波比测量（6≤ρ），可采用直接测量沿线驻波最大点和最小点场强的直接法来测量。为了提高 精确度，可以测量多个最大点和最小点，然后按下式求得驻波比 其中m ax I 和m in I 为指示器上对应的最大值和最小值（直线律检波）或其方根值（平方律检波）。 2、等指示度法（大驻波比 5>ρ） 当被测器件的驻波系数大于5时，驻波腹点和节点的电平相差很大，如果在最小点检波晶体的输出能使仪表有足够的指示读数，则在最大点上检波晶体的特性从平方律转向直线律，因而无法在同一情况下测得最大点和最小点，按直接法求取大驻波系数会带来较大的误差，因此采用等指示度法，也就是通过测量驻波图形中波节点附近场的分布规律的间接方法，求出驻波系数，如图6。 ??? ? ?????? ??-= g g n W W k λπλπρsin cos 2/2 （1.2.4） 式中 min min I kI k 最小点读数测量点读数= n 为晶体检波律，一般n=2，' h h l l W -=＝2d ，g λ为测量线上的 波长即波导波长 3、 功率衰减法 方法是：改变测量电路中可变衰减器的衰减量，使探针位于驻波腹点和节点时指示电表的读数相同， 图5 节点偏移法测量驻波比的测试系统
驻波比、反射损耗、传输损耗、反射系数、功率传输、功率反射之间的换算(1) 电压驻波比VSW R 回波 损耗 Retur n Loss (dB) 传输 损耗 Tran. Loss (dB) 电压 反射 系数 V olt. REF L. COE FF. 功率 传输 Powe r Trans . % 功率 反射 Powe r REF L. % 电压 驻波 比 VSW R 回波 损耗 Retur n Loss (dB) 传输 损耗 Tran. Loss (dB) 电压 反射 系数 V olt. REF L. COE FF. 功率 传输 Powe r Trans . % 功率 反射 Powe r REF L. % 1.0 ∞.000 .00 100.0 .0 1.64 1 2.3 .263 .24 94.1 5.9 1.01 46.1 .000 .00 100.0 .0 1.66 12.1 .276 .25 9 3.8 6.2 1.02 40.1 .000 .01 100.0 .0 1.68 11.9 .289 .25 93.6 6.4 1.03 36.6 .001 .01 100.0 .0 1.70 11.7 .302 .26 93.3 6.7 1.04 3 4.2 .002 .02 100.0 .0 1.72 11.5 .315 .26 93.0 7.0 1.05 3 2.3 .003 .02 99.9 .1 1.74 11.4 .329 .27 92.7 7.3 1.06 30.7 .004 .03 99.9 .1 1.76 11.2 .342 .28 92.4 7.6 1.07 29.4 .005 .03 99.9 .1 1.78 11.0 .356 .28 92.1 7.9 1.08 28.3 .006 .04 99.9 .1 1.80 10.9 .370 .29 91.8 8.2 1.09 27.3 .008 .04 99.8 .2 1.82 10.7 .384 .29 91.5 8.5 1.10 26.4 .010 .05 99.8 .2 1.84 10.6 .398 .30 91.3 8.7 1.11 25.7 .012 .05 99.7 .3 1.86 10.4 .412 .30 91.0 9.0 1.12 24.9 .014 .06 99.7 .3 1.88 10.3 .426 .31 90.7 9.3 1.13 24.3 .016 .06 99.6 .4 1.90 10.2 .440. .31 90.4 9.6 1.14 23.7 .019 .07 99.6 .4 1.92 10.0 .454 .32 90.1 8.9 1.15 23.1 .021 .07 99.5 .5 1.94 9.9 .468 .32 89.8 10.2 1.16 2 2.6 .024 .07 99.5 .5 1.96 9.8 .483 .32 89.5 10.5 1.17 22.1 .027 .08 99.4 .6 1.98 9.7 .497 .33 89.2 10.8 1.18 21.7 .030 .08 99.3 .7 2.00 9.5 .512 .33 88.9 11.1 1.19 21.2 .033 .09 99.2 .8 2.50 9.4 .881 .43 81.6 18.4 1.20 20.8 .036 .09 99.2 .8 3.00 6.0 1.249 .50 75.0 25.0 1.21 20.4 .039 .10 99.1 .9 3.50 5.1 1.603 .56 69.1 30.9 1.22 20.1 .043 .10 99.0 1.0 4.00 4.4 1.938 .60 64.0 36.0 1.23 19.7 .046 .10 98.9 1.1 4.50 3.9 2.255 .64 59.5 40.5 1.24 19.4 .050 .11 98.9 1.1 5.00 3.5 2.553 .67 55.6 4 4.4 1.25 19.1 .054 .11 98.8 1.2 5.50 3.2 2.834 .69 52.1 47.9 1.26 18.8 .058 .12 98.7 1.3 6.00 2.9 3.100 .71 49.0 51.0 1.27 18.5 .062 .12 98.6 1.4 6.50 2.7 3.351 .73 46.2 53.8 1.28 18.2 .066 .12 98.5 1.5 7.00 2.5 3.590 .75 43.7 56.2 1.29 17.9 .070 .13 98.4 1.6 7.50 2.3 3.817 .76 41.5 58.5 1.30 17.7 .075 .13 98.3 1.7 8.00 2.2 4.033 .78 39.5 60.5
九年级物理电流和电路（培优篇）（Word版含解析） 一、初三物理电流和电路易错压轴题（难） 1．小敏和小英通过实验探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”．她们连接的电路如图所示． （1）当小敏用开关“试触”时，发现电流表A1无示数、电流表A2的指针快速右偏，两灯均不发光．由此可知，她们连接的电路发生了________故障；若闭合开关S，可能造成的后果是________． （2）小英只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了，请你在图中画出她的改法．（在错接的导线上画×，然后画出正确的接线） （___________） （3）她们利用改正后的电路进行实验：闭合开关S后，读出两块电流表的示数，得出的初步结论是：________． 【答案】短路电流表A2被烧坏在并联电路中， 干路电流大于支路电流 【解析】 【分析】 【详解】 （1）电流表A1无示数、电流表A2的指针快速右偏，两灯均不发光，由此可知电路发生了短路故障，若闭合开关S，由于电路发生短路，电路中电流过大，可能造成的后果是电流表A2被烧坏． （2）改正电路如图： （3）利用改正后的电路进行实验，闭合开关S后，读出两块电流表的示数，得出的初步结论是：在并联电路中，干路电流大于支路电流． 【点睛】
电路中发生短路的危害，可能烧毁电流表或电源，为避免短路发生，可采用试触法． 2．在“测量小电灯的功率”的实验中，电源电压为4．5V，小灯泡额定电压为2．5V、电阻约为10Ω．滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样 （1）连接电流表时应选用________________的量程． （2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整__________． （3）乙同学连完电路并闭合开关后，发现小灯泡不发光且电压表示数为零，电流表示数为0.15A，产生这一现象的原因是 ____________________________________________．（4）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流的示数如乙图所示，请读出电流表的示数，并填入表格中_______________ ． （5）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格的设计仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整____________． （6）小组同学们分析了实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的______决定的，且_______，灯泡发光越亮． 【答案】0—0.6A 灯泡短路 0.24 W 2.5 0.24 0.6 实际功 率实际功率越大 【解析】 试题分析：测灯泡的功率的测量原理是P=UI，即测出灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，算出灯泡的功率．根据题意，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程选0-3V，灯的电阻约为10Ω，根据欧姆定律可以算出灯正常发光时的电流约为0.25A，小于0.6A，所以电流表应选0-0.6A的量程．闭合开关后，灯不亮，电流表有示数，说明电路中的故障是短路，电压表的示数是零，说明灯两端没有电压，所以灯被短路．在实验数据记录表格中，除了要记下需要测的物理，还要写清物理量的单位，灯正常发光时的电压为2.5V，电流表读数是0.24A，算出灯的额定功率为0.6W．根据表格中灯的实际功率与灯的亮暗可以得出灯的亮度与实际功率的关系，灯泡的实际功率越大，灯的亮度越高．
3-1 微波系统中电压驻波比的测量 微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，它不仅在通讯、原子能技术、空间技术、量子电子学以及农业生产等方面有着广泛的应用，在科学研究中也是一种重要的观测手段，微波的研究方法和测试设备都与无线电波不同. 从图3-1-1可以看出，微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波之间，因此它兼有两者的性质，却又区别于两者. 与无线电波相比，微波有下述几个主要特点. 图3-1-1 电磁波的分类 1．波长短(1m ～1mm)：具有直线传播的特性，利用这个特点，就能在微波波段制成方向性极好的天线系统，也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体的方位和距离，为雷达定位、导航等领域提供了广阔的应用. 2．频率高：微波的电磁振荡周期(10-9～10-12s)很短，已经和电子管中电子在电极间的飞越时间(约10-9s)可以比拟，甚至还小，因此普通电子管不能再用作微波器件(振荡器、放大器和检波器)中，而必须采用原理完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、微波固体器件和量子器件来代替. 另外，微波在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重，一般无线电元件如电阻、电容、电感等元件都不再适用，也必须用原理完全不同的微波元件(波导管、波导元件、谐振腔等)来代替. 3．量子特性：在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10-6～10-3eV ，而许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长也正好处在微波波段内. 人们利用这一特点来研究分子和原子的结构，发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科，并研制了低噪音的量子放大器和准确的分子钟、原子钟. 4．能穿透电离层：微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层，为卫星通讯、宇宙通讯和射电天文学的研究和发展提供了广阔的前景. 综上所述微波具有自己的特点，不论在处理问题时运用的概念和方法上，还是在实际应用的微波系统的原理和结构上，都与普通无线电不同. 微波在研究方法上不像无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场，以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量. 微波实验是近代物理实验的重要组成部分. 国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达50%以上. 据统计美国为66%，日本为50%，法国为54%. 我国自1956年从东德引进第一套微波通信设备以来，经过仿制和自发研制过程，已经取得了很大的成就，在1976年的唐山大地震中，在京津之 λ/m 3 6 109 1012 1015 1018 10-9 10-11 10-6 10-3 100 103 106 f /Hz 广播 电视 红外 可见光 紫外 电波 无线电波 光波 X 射线 微波
初中物理电流和电路易错题精选经典 一、电流和电路选择题 1．下列估计最接近实际的是（） A. 高速公路上小汽车正常行驶的速度是120m/s B. 教室里的日光灯正常发光时的电流约为40mA C. 捡起掉在地上的物理书所做的功约为2J D. 一名中学生站在地面上，对地面的压强约为500Pa 【答案】C 【解析】【解答】解：A、高速公路上的小汽车行驶速度可以达到120km/h．故A不符合实际； B、教室里的日光灯正常发光时的电流约为100mA左右，故B不符合实际； C、一本书的重力在 2.5N左右，课桌的高度在0.8m左右，将一本掉在地上的物理书捡起放 到课桌上所做的功约为W=Gh=2.5N×0.8m=2J．故C符合实际； D、中学生的体重在G=500N左右，对地面的压力F=G=500N，双脚与地面的接触面积在 S=500cm2=0.05m2左右，站立在水平地面上时对地面的压强为p= = =1×104Pa．故D 不符合实际． 故选C． 【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据 需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答 案． 2．在图所示的实物电路中，当开关闭合时，甲电流表的示数为0.5 A，乙电流表的示数为0.2 A，则下列判断正确的是（） A. 通过灯L1的电流为0.5 A B. 通过灯L1的电流为0.3 A C. 通过灯L2的电流为0.7 A D. 通过灯L2的电流为0.3 A 【答案】 B 【解析】【解答】由图示可知，两个灯泡是并联的，电流表甲测干路的电流为0.5A，电流表乙测通过灯泡L2的电流为0.2A，根据并联电路中电流的特点可知，通过灯泡L1的电流为0.5A-0.2A=0.3A，B符合题意.
驻波比 欧阳学文 驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Ｖmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Ｖmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的声压幅值Vmax与波节处的声压Vmin幅值之比。在驻波管法中，测得驻波比，就可以求出吸声材料的声反射系数和吸声系数。在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，人们建立了“驻波比”这一概念，SWR=R/r=(1+K)/(1K) 反射系数K=(Rr)/(R+r) (K为负值时表明相位相反) 式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射
系数K等于0，驻波比为1。这是一种理想的状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。射频系统阻抗匹配。特别要注意使电压驻波比达到一定要求，因为在宽带运用时频率范围很广，驻波比会随着频率而变，应使阻抗在宽范围内尽量匹配。 驻波比与回波损耗的换算关系 驻波比（VSWR）: Voltage Standing Wave Ratio 回波损耗（RL） :Return Loss 换算公式：RL=20*log10[(VSWR+1)/(VSWR1)] 换算表格： 驻波比回波损耗(dB)驻波比回波损耗(dB) 1.0146.064 1.2618.783 1.0240.086 1.2718.493 1.0336.607 1.2818.216 1.0434.151 1.2917.949 1.053 2.256 1.3017.692 1.0630.714 1.3117.445 1.0729.417 1.3217.207 1.0828.299 1.3316.977 1.0927.318 1.3416.755 1.1026.444 1.3516.540
《电流和电路电压电阻》复习课教学案 一、知识梳理 电荷 1、用_______ 的办法使物体带电，带电体具有______ 的性质。 2、丝绸摩擦过的玻璃棒带__ ；用毛皮摩擦过的橡胶棒带____ 。同种电荷__ 异种电荷 __ 。 3、实验室里用___ 检测物体是否带电，它的原理 _____ 电路 1、电路是由___ ____ ____ ____ 组成的。 2、电路的状态____ 、 ______ 、_______ 。 3、电路的连接形式___ 和 ___ 。_____ 的用电器能独立工作、互不影响。电路有一条电流通路。 电流 1、电流是________ 移动形成的。 2、国际单位___ 。 2A= ___ m A= _____ uA 3、实验室用电流表测量电流，在电路中的符号。 电流表的使用（ 1）电流表和被测用电器。（2）电流从电流表的接线柱流入，从接线柱流出。（ 3）电流表使用时要选择合适。（ 4）电流表（“能”或者“不能” ）直接连接电源两极。 4、串联中电路各处电流__ ；并联电路干路电流 __ 各支路电流的。 电压 1、电路中___ 提供电压。__ 是电荷定向移动形成电流的原因。 2、国际单位___ 。 2V= ___ k V= ____ mV 3、实验室里用电压表测量电路两端电压，电压表在电路图中的符号。 电压表的使用：（ 1）电压表和被测电路___________________ 。（ 2）电流从电压表接线柱流入，从____________________________ 接线柱流出。（ 3） 电压表使用时要选择合适__ 。（4）电压表 _________________________ （“能”或者“不能” ）直接连接电源两极 ,如果能是测量 _______ 的电压。 5、串联电路两端的电压__ 各部分电路两端电压。 并联电路中各并联支路两端电压__ 。 电阻和变阻器 1、电阻：______________________________ ，叫电阻。 2、单位：_____ 、_ __ 、______ __ 。 3、电路图中的符号：。 4、导体电阻的大小与材料。 5、导体电阻的大小与横截面积（选填“有关”或“无关” ），导体的横截面积越大，电阻 。导体电阻的大小与导体长度，导体的长度越长，电阻。 6、滑动变阻器的原理：实验室中常用的变阻器是通过改变 ___ __ 来改变电阻 . 7、滑动变阻器在电路图中的符号为：________ 。 8、连接电路时开关要_____ ，滑动变阻器的阻值要调至 ______ 。 一．电荷（建议答题时间： 10分钟） 1 用小球 A靠近用细线吊着的小球 B，小球 B 被吸引过来，下列说法正确的是：（）
实验五--微波电压驻波比与反射系数的测量
实验五微波电压驻波比与反射系数的测量、分析与计算 一、实验目的 (1)学会驻波比的测量、分析和计算； (2)通过驻波比及驻波波节点测量数据，学 会分析和计算反射系数。 二、实验原理 在任何的微波传输系统中，为了保证传输效率，减少传输损耗和避免大功率击穿，必须实现阻抗的匹配。描述系统匹配程度的参数有电压驻波比和反射系数。 驻波比测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一。在传输线中若存在驻波，将使能量不能有效地传给负载，因而增加损耗。在大功率情况下由于驻波存在可能发生击穿现象。因此驻波测量是非常重要的内容。在测量时，通常是测量电压驻波比，即波导中电场(电压) 最大值与最小值之比，即： 测量驻波比的方法与仪器有多种。驻波比的各种测量方法如表5-1 所示。 表5-1 驻波比的各种测量方法 测量方法适用范围特点
直接法 中、小驻波比 (ρ<6) 测量方法简便，测量误差除与信号源和测量线的系统有关外，主要决定于指示器的读数误差 等指示度法 大驻波比 (ρ>6) 测量方法简单，ρ 值测量时需要确定晶体检波律。测量误差决定于等指示度宽带 w 的读数误差，探针导纳对测量精度影响较小 功率衰减法 任意驻波比(常用于测量大驻波比) 测量方法复杂，标准衰减器两端匹配良好(ρ<1.02)时可得到较高 精度 移动终端法 小驻波比 (ρ<1.1) 能分离两个混合在一起的小反射波，测量精度与直接法相同，由于已将两种反射分离开，所以准确度大大提高 S 曲线法(即 节点偏移法) 任意驻波比(常用于测量小驻波比) 测量方法复杂，测量准确度较高，但测量精度受到信号源的频率 漂移影响较大 本实验仅介绍直接法和等指示度法。 1. 直接法 直接测量沿线驻波的最大点和最小点场强，由式(5-1)直接求出电压驻波比的方法称为直接法。此方法适用于中小电压驻波比 (ρ<6) 的测量。 若驻波波腹点和波节点处电表指示读数分别为 I max 、I min ，对于小驻波比，晶体二极管为平方律(n =2)检波时，则上式驻波比为： min max min max I I E = = E ρ （5-2） 当电压驻波比在 1.05<ρ<1.5 时，驻波的最大值和最小值相差不大，且不尖锐，不易测量准。
驻波比、插入损耗和回波损耗对照表 ρ=VSWR-1 VSWR+1RL=-20lg?ρVSWR=1+ρ 1-ρ 反射系数ρ回波损耗RL 驻波比VSWR 1.00 0.00 ∞ 0.90 0.92 19.00 0.80 0.94 9.00 0.70 3.10 5.67 0.60 4.44 4.00 0.50 6.02 3.00 0.40 7.96 2.33 0.30 10.46 1.86 0.20 13.98 1.50 0.10 20.00 1.22 0.09 20.92 1.20 0.08 21.94 1.17 0.07 23.10 1.15 0.06 24.44 1.13 0.05 26.02 1.11 0.04 27.96 1.08 0.03 30.46 1.06 0.02 33.98 1.04 0.01 40.00 1.02 0.00 ∞ 1.00
复反射系数：Γ=Z L-Z0 Z L+Z0 =ρsinθ+j cosθ 其中：幅度在0～1之间（为标量反射系数） 反射波相对于入射波的相角在+180°～-180°之间 定向耦合器： 耦合度C（dB）= -10lg P3 P1 隔离度I（dB）= -10lg P4 P1 方向性D（dB）= -10lg P3 P4 C-I=D 其中：P1为输入端口功率，P3为耦合端口输出功率，P4为隔离端口输出功率 网络基本参数： （一）反射参数 正向反向 反射系 数ΓΓ=S11Γ=S22 回波损 耗RL RL=-20lg?S11 RL=-20lg?S22 驻波比VSWR VSWR =(1+?S11 )(1-?S11 ) VSWR= (1+?S22 )(1-?S22 ) 阻抗Z Z=R+jX =Z0(1+?S11 )(1-?S11 ) Z=R+jX= Z0(1+?S22 )(1-?S22 ) （二）传输参数 正向反向