实验三 三点法测量二端口微波网络的散射参数

实验二 微波网络散射参量测试1． 实验目的通过用矢量网络分析仪测量负载的阻抗、回波损耗、驻波，以及同轴可变衰减器的插入损耗，掌握矢量网络分析仪的基本使用方法，加深对网络散射参量的认识和理解。

2． 实验内容（1） 测量负载的阻抗、回波损耗及驻波 （2） 测量同轴可变衰减器的插入损耗3． 实验原理a) 所使用的实验仪器及元器件矢量网络分析仪PNA3623（扫频范围：30-3200MHz,双测试通道） 3dB 电桥 10dB 衰减器同轴可变衰减器（待测件）b)原理众所周知，微波元器件的作用是用来控制电磁波的振幅，相位等的变化，这些变化可以用输入驻波比，回波损耗，插入损耗等外部特性参量来描述。

而外部特性参量又可以用微波网络参量来表示。

因此，首先用矢量网络分析仪测量待测元器件的散射参量，然后得到反映元器件特性的外部特性参量。

图1所示为微波二端口网络的示意图。

图1 微波二端口网络示意图散射参量S 的定义为：111112212222i r r i U US S S S U U ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (1)散射参量矩阵[S]中各元素的意义分别为：S 11：当输出端接匹配负载时，输入端口的电压反射系数； S 22：当输入端接匹配负载时，输出端口的电压反射系数；S 12：当输入端接匹配负载时，输出端口到输入端口的电压传输系数； S 21：当输出端接匹配负载时，输入端口到输出端口的电压传输系数。

因此网络输入端电压反射系数的模11S Γ=，故输入驻波比为：111111S S ρ+=− （2）回波损耗(return loss )L r ：回波损耗用来描述反射系数的幅度,有时又称为失配损耗。

它与负载反射系数大小有关,其绝对值越大，则表明负载匹配越好，反射越小。

引入回波损耗以后，反射系数的大小就可用dB形式来表示。

11210lg20lg ()20lg ()dB S dB ==−Γ=−Γr 1L (3)插入损耗 (Insertion loss )IL ：插入损耗定义为网络输出端接匹配负载时，网络输入端入射波功率Pi 与负载吸收功率PL 之比，即：221202121r i i U Lr U P P S U ====IL 2(4)用分贝表示，为：221110log()dB S =IL (5)4． 实验步骤（1）测量负载的阻抗、回波损耗及驻波 a) 开机（按照说明书要求），把频率范围设为1.8GHz～3.2GHz。

实验一 ：晶体定标一、基本要求掌握晶体定标方法，确定晶体的电压与电流关系即检波律n 二、实验原理1 晶体定标原理波导测量线技术的基本原理是通过伸入测量线中的可移动探针检取内部场的电压(即正比于场强幅值)信号来了解待测负载的驻波场分布情况。

实际上，探针电压 是通过晶体检波转化为电流由光点检流计指示的。

因此，测量晶体的电压与电流关系 ，即确定晶体检波律n 是十分重要的基本实验。

2 原理图三、实验方法1、开启固态振荡器电源，在测量后接匹配负载，进行探针调谐2、去掉匹配负载接短路板，用交叉读数法测量波导波长n CV I =g λ3、将探针移动到波腹位置，调可变衰减器使检流计指示为1004、在波节点至波腹点之间取10点，电表读数5,10,15,20......100。

从波节点开始将探针逐次移动到这些点。

记下 所对应探针的读数 ，将数据记录于表中。

5、以 为横轴以 为纵轴将它们的数据标在坐标纸上，连成光滑曲线。

6、将公式 ，两边取对数解出检波律波 导 波 长 数 据 表1021,,,i i i 102,1,D D D V 'i 'ng d Sin i ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡='λπ2)2(gg g dSinl i l n λπ'=四、数值计算实验二：驻波比的测量一、直接法测量驻波比方法：已知检波率时，把待测元件接入测量线，移动探针，测出 和 ，则驻波比按下式计算实验步骤：1、将S=2的双端口网络接入测量线，双端口网络输出口接匹配负载。

2、对测量线进行探针调谐，使电流表指示最大。

调整可变衰减器使选频放大器指示I 'm ax I 'm in nI I 1min max ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=''ρ在三分之二量程范围内。

3、移动测量线探针在选频放大器上读出最大电流和最小电流记入表中按公式计算出驻波比。

Imax=600，Imin=160ρ=（Imax/Imin ）^(1/n)=2.075 二、等指示法测量驻波比方法：在驻波比最小点 附近测量数据，再据驻波分布规律求其驻波比。

近代微波测量实验报告一、实验名称：功分器散射参数的测量：功分器散射参数的测量 二、实验目的1、了解：微波矢量网络分析仪的组成、构造和工作原理、了解：微波矢量网络分析仪的组成、构造和工作原理2、掌握：、掌握：• 微波矢量网络分析仪的正确使用方法微波矢量网络分析仪的正确使用方法• 利用微波矢量网络分析仪测试微波网利用微波矢量网络分析仪测试微波网 络散射参数的方法络散射参数的方法 三、实验器材矢量网络分析仪矢量网络分析仪1台 频谱仪频谱仪1台 功分器功分器1个 四、实验原理实验使用矢量网测试微波网络散射参数，其原理为：实验使用矢量网测试微波网络散射参数，其原理为：图1 两端口网络两端口网络两端口网络的四个散射参量测量两端口网络的四个散射参量测量： 两端口网络的电参数，一般用上述的插损与回损已足，回损已足，但对考究的场合会用到散射参量。

但对考究的场合会用到散射参量。

但对考究的场合会用到散射参量。

两端口网络的散射参量有两端口网络的散射参量有4个，个，即即S 11、S 21、S 12、S 22。

S 11与网络输出端接上匹配负载后的输入反射系数Г相当。

相当。

注意：注意：注意：它是网络的它是网络的失配，不是负载的失配。

负载不好测出的Γ，要经过修正才能得到S 11 。

S 21与网络输出端匹配时的电压和输入端电压比值相当，对于无源网络即传输系数T 或插损，对放大器即增益。

或插损，对放大器即增益。

S S 1111、、S 21两项是最常用的。

两项是最常用的。

S 12即网络输出端对输入端的影响，对不可逆器件常称隔离度。

即网络输出端对输入端的影响，对不可逆器件常称隔离度。

S 22即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。

即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。

实验所用的矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数。

实验所用的矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数。

图2是失网测试微波网络散射参数的原理框图：是失网测试微波网络散射参数的原理框图：图2 矢网系统的原理框图矢网系统的原理框图五、实验内容实验使用矢量网络分析仪测试功分器的散射参数。

二端口网络参数的测定含数据处理1.测量传输参数：传输参数是描述输入信号与输出信号之间转移关系的参数，主要包括电压传输系数(Voltage Transfer Gain)和相移(Phase Shift)。

测量电压传输系数可以采用两种方法：开路法和短路法。

-开路法：将输入端口接入一个高阻抗电压表，测量输出电压和输入电压，传输系数为输出电压除以输入电压。

-短路法：将输入端口接入一个低阻抗电流表，测量输出电压和输入电压，传输系数为输出电压除以输入电压。

测量相移可以通过相位计或示波器测量输入和输出信号的相位差。

2.测量散射参数：散射参数是描述网络中反射和传输特性的参数。

主要有反射系数(Reflection Coefficient)和传输系数(Transmission Coefficient)。

测量散射参数需要使用网络分析仪(Network Analyzer)。

-反射系数：将网络中的一个端口短路，通过网络分析仪测量另一个端口的反射系数。

-传输系数：将网络中的一个端口短路，通过网络分析仪测量另一个端口的传输系数。

测量时需要注意选择合适的测试频率范围，以保证测量精度。

3.测量稳定参数：稳定参数主要用于分析网络的稳定性和输入输出匹配情况。

主要包括输入射频功率范围(Input RF Power Range)、输出射频功率范围(Output RF Power Range)和电源抑制(RF Power Suppression)等参数。

-输入射频功率范围：通过逐渐增大输入功率，观察网络的输出功率是否随之增加，当输出功率不再增加时，即达到输入射频功率的最大范围。

-输出射频功率范围：通过逐渐增大输出功率，观察输出功率是否随之增加，当输出功率不再增加时，即达到输出射频功率的最大范围。

-电源抑制：通过观察输入功率和输出功率之间的关系，确定电源抑制的程度。

测量时需要注意选择合适的功率测量装置和保护电路，以保证测量的准确性和安全性。

数据处理方法：在进行二端口网络参数测定后，需要对测得的数据进行处理和分析。

《微波技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：08030010课程中文名称：微波技术课程英文名称：microwave technology课程性质：专业指定选修课考核方式：考查开课专业：电子信息工程、通信工程、信息对抗技术开课学期：5总学时：40+16总学分：3.5二、课程目的和任务《微波技术》是研究微波信号的产生、放大、传输、发射、接收和测量的学科。

通过讲述传输线理论、理想导波系统理论、微波网络理论，使学生掌握传输线的工作状态和特性参量、波导的场结构和传输特性，了解常用微波元件的基本结构和工作原理，具有解决微波传输基本问题的能力。

三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）1．掌握传输线的基本理论和工作状态，具有分析传输线特性参量的基本能力，掌握阻抗圆图和导纳圆图的基本构成和应用，了解阻抗匹配的基本方法和原理。

2．掌握矩形波导的一般理论与传输特性，掌握矩形波导主模的场分布与相应参数，了解圆波导、同轴线、带状线和微带线等传输线的工作原理、结构特点、传输特性和分析方法。

3．掌握微波网络的基本理论，重点包括微波网络参量的基本定义、基本电路单元的参量矩阵、微波网络组合的网络参量、微波网络的工作特性参量，了解二端口微波网络参量的基本性质，具有分析二端口微波网络工作特性参量的基本能力。

4．掌握阻抗变换器、定向耦合器、微带功分器、波导匹配双T的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途，了解电抗元件、连接元件、衰减器和移相器、微波滤波器和微波谐振器等微波元件的结构特点和工作原理。

四、教学内容与学时分配第一章绪论（2学时）微波的概念及其特点，微波技术的发展和应用，微波技术的研究方法和基本内容。

第二章传输线理论（13学时）1．传输线方程及其求解2．传输线的特性参量3．均匀无耗传输线工作状态分析4．阻抗圆图及其应用5．传输线的阻抗匹配第三章微波传输线（9学时）1．理想导波系统的一般理论2．导波系统的传输特性3．矩形波导4．带状线5．微带线第四章微波网络（9学时）1．波导等效为平行双线2．微波元件等效为微波网络3．二端口微波网络4．基本电路单元的参量矩阵5．二端口微波网络的组合及参考面移动的影响6．二端口微波网络的工作特性参量7. 多端口微波网络第五章常用微波元件（7学时）1．阻抗变换器2．定向耦合器3．波导匹配双T4．微波滤波器第六章实验教学（16）五、教学方法及手段（含现代化教学手段）以课堂讲授为主，适当配合课堂讨论，充分使用多媒体教学；以学生自学为辅，学生可以通过网络课堂和微波网站在线学习。

《微波测量实验报告》指导老师：**专业：班级：学号：姓名：实验一微波测试系统的认识与调试一、实验目的1. 了解微波测试系统。

2. 三厘米波导系统的安装与调试。

二、实验原理1. 微波测试系统微波测试系统常用的有同轴和波导两种系统。

同轴系统频带宽，一般用在较低的微波频段（二厘米波段以下）；波导系统（常用矩形波导）损耗低、功率容量大，一般用在较高频段（厘米波段直至毫米波段）。

微波测试系统通常由三部分组成，如图 1 － 1 （ a ）所示。

图 1 － 1 微波测试系统（1）等效电源部分（即发送端）这部分包括微波信号源，隔离器，功率、频率监视单元。

信号源是微波测试系统的心脏。

测量技术要求具有足够功率电平和一定频率的微波信号，同时要求一定的功率和频率稳定度。

功率和频率监视单元是由定向耦合器取出一小部分微波能量，经过检测指示来观察源的稳定情况，以便及时调整。

为了减小负载对信号源的影响，电路中采用了隔离器。

（ 2 ）测量装置部分（即测量电路）包括测量线、调配元件、待测元件、辅助器件（如短路器、匹配负载等），以及电磁能量检测器（如晶体检波架、功率计探头等）。

（ 3 ）指示器部分（即测量接收器）指示器是显示测量信号特性的仪表，如直流电流表、测量放大器、功率计、示波器、数字频率计等。

当对微波信号的功率和频率稳定度要求不太高时，测量系统可简化如图 1 － 1 （ b ）所示，微波信号源直接与测量装置连接，其工作频率可由波长计测得。

2. 微波信号源通常，微波信号源有电真空和固态的两种。

3. 测量指示器常用指示器有指示等幅波的直流微安表、光点检流计、微瓦功率计，有指示调制波的测量放大器、选频放大器。

此外，还可用示波器、数字电压表等作指示器。

实验室常用测量放大器和选频放大器作指示器，因为这类仪表灵敏度高，能对微弱信号进行宽带或选频放大，接在测量线、晶体检波器、热敏电阻架及其它测试设备的输出端可进行各类测量。

三、实验内容和步骤了解微波测试系统：1. 观看按图 1 － 1 （ a ）装置的微波测试系统。

实验三 三点法测量二端口微波网络的散射参数一、 实验目的双口网络参数的测量是在单口网络的基础上进行的，同时双口网络测量又是多口网络测量的基础，具有承上启下的作用。

通过实验掌握用三点法测量微波网络的散射参数的方法，为进一步学习微波网络测量打好基础。

二、实验原理微波网络与参量的求法可以用计算法亦可用实验法，但计算法仅限于解决简单网络，对于复杂的网络，其S 参数的确定要用实验法。

所谓三点法是指必须的测量为3次，由3次测得的数据便可求得双口网络的全部参数。

这是因为互易双口网络只有三个参数是独立的。

对于一个互易的双口网络，其S 参数如图一所示。

在输入端 a 1是入射波，b 1是反射波。

在输出端，b 2是入射波，a 2 是反射波。

图一　双口网络的Ｓ参数对于线性网络，可用线性代数方程表示b 1 = S 11 a 1 + S 12 a 2 (1)b 2 = S 21 a 1 + S 22 a 2 (2)式中S 参数的物理意义分别为21111b S a =端匹配：2端匹配，1端的反射系数 22211b S a =端匹配：2端匹配，1端至2端的传输系数 11122b S a =端匹配：1端匹配，2端至1端的传输系数12222b S a =端匹配：1端匹配，2端的反射系数 设 1Γ为1端的反射系数，2Γ为2端的反射系数。

由（1）、（2）式及11,1b a Γ= 222a b Γ= 对于互易网络 S 12 = S 21由此得到22111121222S S S ΓΓ=+-Γ （3） 在（3）式中有三个未知数S 11、S 22 和S 12。

如果能分别测出网络输出端短路、开路和匹配时，网络输入端的反射系数Γ1S 、Γ10和1L Γ可由（3）式求得三个未知数。

2端开路时 21Γ=+1端的反射系数 2121011122S S S Γ=+- （4） 2端短路时 21Γ=-1端的反射系数 212111122S S S S Γ=-+ （5） 2端匹配时 20Γ=1端的反射系数 111L S Γ= （6） 由（4）、（5）、（6）式得2111022110L S S S Γ-Γ-Γ=Γ-Γ （7） 由（5）式得()()21222111S S L S =+Γ-Γ （8）如果网络是对称的，则S 11=S 22，只要进行两次测量，例如一次短路，一次开路。

第二章微波测量技术实验微波（microwave）是一种波长较短的电磁波，频率范围约为300 MHz~300GHz，对应波长范围约为1m~1mm。

微波波段还可细分为分米波（波长为1m至10cm），厘米波（波长10cm至1cm）和毫米波（波长为1cm至1mm）。

波长在1毫米以下至红外线之间的电磁波称为亚毫米波或超微波，这是一个正在开发的THz波段。

微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，不仅在雷达、通讯、导航、电子对抗、空间技术、工农业生产的各个方面有着广泛的应用，而且在高能粒子加速器、受控热核反应、射电天文、气象观测、分子生物学、等离子体、遥感技术等当代尖端科学研究中也是一种重要手段。

微波测量技术（microwave measurement technique）作为微波技术的实验部分，在科学研究和工程实际中具有重要作用。

例如：微波加速器可研究原子和分子结构，微波衍射仪可用来研究晶体结构，微波波谱仪可测定物质的许多基本物理量，微波谐振腔可用来测量物质的常数和介电损耗，等等。

因此，微波测量技术已成为重要的近代物理实验技术。

微波测量技术实验的基本目的包含“学微波”和“用微波”两个方面：（1）学习微波基础知识和掌握微波基本测量技术；（2）学习用微波作为观测手段或处理方法来研究物理现象的基本原理和实验方法。

通过一系列实验，了解微波信号（microwave signal）的产生特点、工作状态及传输特性，了解常用微波器件（microwave devices）的基本性能和使用方法；掌握微波传输与测量系统的基本组成和调试技术，掌握频率、功率及驻波比等基本参量的测量技术，掌握微波传输系统的阻抗测量和匹配技术；学会微波网络特性参数测量的基本方法和技术，学会微波天线基本特性参数的测量方法和技术，学会介质材料电磁特性参数的微波测量方法和技术。

本章共包括5个实验项目，分别为微波测量系统调试与频率测量、微波晶体检波律测定与驻波比测量、二端口微波网络散射参量测量、微波天线方向图与极化特性测量、复介电常数的微波测量，各实验项目的实验内容都设计了基础性实验内容和设计性实验内容，后者的设计主要结合了石油或能源应用特色。

二端口散射参数在计算机网络中，二端口散射参数（Two-port scattering parameters）是描述线性电路或网络中信号传输特性的重要参数。

它可以用来描述信号在电路中的传输、反射和散射情况，对于电路设计和分析具有重要意义。

本文将介绍二端口散射参数的定义、计算方法以及其在电路设计中的应用。

一、二端口散射参数的定义二端口散射参数通常用S参数表示，其中S11表示输入端口的反射系数，S21表示输入端口到输出端口的传输系数，S12表示输出端口到输入端口的反射系数，S22表示输出端口的反射系数。

S参数是描述电路中信号传输特性的一种常用方法，可以通过测量电路的输入输出功率和电压来计算得到。

二、二端口散射参数的计算方法计算二端口散射参数的方法有多种，常用的方法是通过测量电路的输入输出功率和电压来计算得到。

具体计算步骤如下：1. 首先，将信号源连接到输入端口，通过测量输入端口的反射功率和电压来得到S11参数。

2. 然后，将信号源连接到输入端口，通过测量输出端口的传输功率和电压来得到S21参数。

3. 接下来，将信号源连接到输出端口，通过测量输入端口的反射功率和电压来得到S12参数。

4. 最后，将信号源连接到输出端口，通过测量输出端口的反射功率和电压来得到S22参数。

通过以上测量和计算，可以得到二端口散射参数的数值。

三、二端口散射参数的应用二端口散射参数广泛应用于电路设计和分析中，具有以下几个方面的应用：1. 电路分析：通过测量电路的S参数，可以了解电路的频率响应、传输特性和反射特性，从而对电路的性能进行分析和评估。

2. 电路设计：在设计电路时，可以根据所需的传输特性和反射特性来选择合适的元件和拓扑结构，以满足设计要求。

3. 电路匹配：通过调整电路的元件数值和连接方式，可以实现电路的阻抗匹配，最大限度地提高信号传输效率。

4. 信号传输：在信号传输过程中，可以通过调整电路的S参数来控制信号的传输损耗和反射程度，提高信号传输的质量和稳定性。

现代微波与天线测量技术第5 讲：微波网络散射参数测量方法彭宏利博士2008.11微波与射频研究中心上海交通大学－电信学院－电子工程系第7节微波网络散射参数测量方法主要内容• 7. 1网络分析的基本概念• 7. 2网络分析系统• 7. 3反射参数测量• 7. 4传输参数测量• 7. 5S参数的全面测量及误差修正7.2. 现代网络分析系统设备：网络分析仪网络分析仪是通过测定线性网络的反射参数和传输参数，获得该网络参数频域、时域特性等几乎所有网络特性的测量仪器，S 参数是其中最基本的特性参数。

网络分析仪分为2 类：(1)标量网络分析仪：只测量线性系统的幅度信息；(2)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。

系统组成原理基本的网络分析仪：主要由信号源、S 参量测量装置及矢量电压表组成。

图7.2-1信号源：向被测网络提供入射信号或激励；S 参量测量装置：是反射测量电路与传输测量电路的组合，首先将入射、反射及传输信号分离开，然后通过转换开关分别进行测量；矢量电压表：测量入射、反射和传输信号的幅值及它们之间的相位差，也可以通过幅相接收机实现此功能。

标量网络分析仪组成图图7.2-2a1 为入射波、b1 为反射波、b2 为传输波，它们的测量通道分别为R（参考）、A、B。

通过这些信号可确定正向S 参数|S11|、|S21|。

将被测网络的激励端与测试端反接，同理可测得|S22|、|S12|。

外差式矢量网络分析仪组成图上图中PFD 为相频检波器，H(s)为环形滤波器，BPF 为带通滤波器。

基本结构与外差式接收机类似：扫频源一方面为DUT 提供激励，一方面可以作为单独的扫频源输出通道S。

参考信号即入射波，通过R 通道进行测量。

反射波、传输波所在的测试通道分别为A、B。

为获得复S 参数而进行的复数除法可用硬件完成，现在多采用对混频所得的中频信号采样和数字化，然后通过数字处理的方法来实现。

网络分析仪与频谱分析仪比较在电路结构方面，矢量网络分析仪与外差式频谱分析仪相似：在预定频率范围内自动测量电路幅度增益与相位，使用内部扫频源或可程控的外部信号源作激励，测量被激励电路的幅度增益与相位。

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 和散射参数 测量的三点法原理2 掌握用测量线 和 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 ：( 2-1)互易双口网络参数可用 2×2 复矩阵表征，互易条件 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 111i u Z =， ， 互易条件 ，代入上式( 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。

短路 解方程组 开路 负载选择三个已知阻抗，短路 开路∞和匹配负载1=L Z 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[]Z []S []Z []S 22212122121111i Z i Z u i Z i Z u +=+=1221Z Z =22i u Z L -=1221Z Z=L Z Z ZZ Z +-=222211110=l Z 12221211112221211+-==-=Z ZZ Z Z Z Z ZZ Z Lm LO LS LsLm Ls Lo Lm Lo LsLm LmLo LoZ Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z ---=--==))((2122211=L Z结论：双口网络Z 参数测量转化为，在输出端分别接三种已知负载，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 、 、S 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 22112112,S S S S == 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 、 。

微波技术实验教案前言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的不同。

从图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电磁波的分类图11(波长短(1m -0.1mm):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。

-9-12 2(频率高:微波的电磁振荡周期(10-10s)很短，已经和电子管中电子在电极间的飞-9越时间(约10s)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，微波传输线、微波元件和微波测量设备的线度与波长具有相近的数量级，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(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。

-6-34(量子特性:在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10,10eV，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。

5(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途。

实验八微波二端口网络参数的测量The pony was revised in January 2021实验八微波二端口网络参数的测量、分析和计算一、实验目的(1)理解可变短路器实现开路的原理；(2)学会不同负载下的反射系数的测量、分析和计算；(3)学会利用三点法测量、分析和计算微波网络的[S]参数。

二、实验原理[S] 参数是微波网络中重要的物理量，其中[S]参数的三点测量法是基本测量方法，其测量原理如下：对于互易双口网络有S12=S21，故只要测量求得S11、S12 及S21三个量就可以了。

被测网络连接如图 8-1 所示。

图 8-1 [S] 参数的测量设终端接负载阻抗Z l，令终端反射系数为Γl，则有: a2 = Γl b2, 代入[S]参数定义式得：于是输入端（参考面T1）处的反射系数为将待测网络依次换接终端短路负载(既有Γl = -1)、终端开路负载(即Γl = 1)和终端匹配负载(即Γl = 0)时，测得的输入端反射系数分别为Γs、Γo 和Γm，代入式（8-1）并解出：由此得到[S]参数，这就是三点测量法原理。

在实际测量中，由于波导开口并不是真正的开路，故一般用精密可移动短路器实现终端等效开路l0位置（或用波导开口近视等效为开路），如图 8-2 所示。

图 8-2 用可变短路器测量[S]参数实验步骤三、实验内容和步骤(1)将匹配负载接在测量线终端，并将测量线测试系统调整到最佳工作状态；(2)将短路片接在测量线终端，从测量线终端向信源方向旋转探针座位置（测量线前的大旋钮），使选频放大器指示为零(或最小)，此时的位置即为等效短路面，记作zmin0 ；(3)在终端将短路片取下，换接上可变短路器，在探针位置 zmin0 处，调节可变短路器使选频放大器指示为零(或最小)，记录此时可变短路器的位置 l1 ；(4)继续调节可变短路器，使选频放大器指示再变为零，再记录此时可变短路器的位置 l2 ；(5)在终端将可变短路器取下，换接上待测网络，并在待测网络的终端再接上匹配负载，按照实验五的方法测量和计算得到此时的反射系数Γm ；(6)在待测网络的终端取下匹配负载，换接上可变短路器，并将可变短路器调到位置l1 ，按照实验五的方法测量和计算得到此时的反射系数Γs；(7)将可变短路器调到终端等效开路位置，即 l0=(l1+l2)/2 的位置，按实验五的方法测量和计算得到此时的反射系数Γo；(8)要求反复测量三次，并处理数据(即参考实验五方法，将根据测量得到的Imin 、Imax 、zmin1 等数据计算相应的反射系数) ；(9)再根据式（8-3）计算得到[S]参数。

二端口散射参数
【原创实用版】
目录
1.二端口散射参数的定义
2.二端口散射参数的应用
3.二端口散射参数的计算方法
4.二端口散射参数的特性
正文
二端口散射参数是微波和射频领域中的一个重要概念，它是描述电磁波在两个相邻介质之间传播特性的参数。

二端口散射参数主要包括四个参数：散射矩阵 S，传输矩阵 T，反射矩阵 R 和输入阻抗 Zin。

这四个参数可以描述电磁波在两个介质之间的传播特性，对于研究电磁波的传播和反射具有重要的意义。

二端口散射参数的应用非常广泛，它不仅可以用于分析微波和射频传输系统中的信号传输和反射特性，还可以用于设计和优化射频传输系统。

例如，在设计射频传输系统时，我们可以通过调整系统的参数，如输入阻抗和反射矩阵，来优化系统的性能，提高信号传输的质量和效率。

二端口散射参数的计算方法主要包括矩阵法和网络法。

矩阵法是基于电磁场理论的一种计算方法，它通过求解电磁场方程来计算二端口散射参数。

网络法是一种基于电路理论的计算方法，它将电磁波的传播转化为电路的网络，通过求解网络中的电流和电压来计算二端口散射参数。

二端口散射参数具有一些重要的特性，如对称性、虚部和实部等。

对称性是指二端口散射参数在频率和极化的变化下保持不变，它是二端口散射参数的一个重要特性。

虚部和实部是指二端口散射参数的虚部和实部，它们分别描述了电磁波的散射和传输特性。