【正文】 在一般情況下，網(wǎng)絡(luò)輸入端口與輸出端口的傳輸線特性阻抗可能不同。然而，作為初步的討論，我們盡量使問(wèn)題簡(jiǎn)化，并因此假設(shè)輸入、輸出端口傳輸線特性阻抗相同。根據(jù)如圖所示以及散射矩陣的定義，我們有： （4―1）其中：——當(dāng)2端口接匹配負(fù)載時(shí)的1端口的波的反射系數(shù) （4－2a） ——當(dāng)2端口接匹配負(fù)載時(shí)1端口到2端口的波的傳輸系數(shù) （4－2b） ——當(dāng)1端口接匹配負(fù)載時(shí)的2端口波的反射系數(shù) （4－2c） ——當(dāng)1端口接匹配負(fù)載時(shí)2端口到1端口的波的傳輸系數(shù) （4－2d）對(duì)的模取對(duì)數(shù)就可以得到以表示的回波損耗： (4－3)為正向電壓增益，而的模的平方就是正向功率增益；把器件反接，可以得到另兩個(gè)參量，叫做反向電壓增益，的模的平方就是反向功率增益。對(duì)于多端口網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，只需將參量如（4－4）定義，那么就可以完全應(yīng)用測(cè)二端口網(wǎng)絡(luò)的方法來(lái)測(cè)了。 （4－4）即其他端口均接匹配負(fù)載，從j端口到i端口的波的傳輸系數(shù)。五. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 實(shí)驗(yàn)基本準(zhǔn)備（1）開(kāi)機(jī)預(yù)熱，檢查機(jī)器是否運(yùn)行正常。（2）校準(zhǔn)：由于網(wǎng)絡(luò)分析儀將兩個(gè)測(cè)量參考面之間的所有元件視為一個(gè)整體，所以測(cè)量之前要進(jìn)行校準(zhǔn)。依次在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入輸出端之間接標(biāo)準(zhǔn)短路校準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)路校準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)匹配負(fù)載，標(biāo)準(zhǔn)傳輸進(jìn)行校準(zhǔn)，去除系統(tǒng)誤差。2. 使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量一個(gè)微帶帶通濾波器的散射矩陣將微帶帶通濾波器接在網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)試參考面上，選擇一個(gè)工作頻率（每個(gè)學(xué)生選一個(gè)不同頻率），按照指示進(jìn)行操作得到數(shù)據(jù)并記錄下。3. 使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量一個(gè)5端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣將需要測(cè)量的2端口接在被測(cè)參考面之間，其余3端口為了保證a＝0，都接匹配負(fù)載，選擇一個(gè)工作頻率（每個(gè)學(xué)生選一個(gè)不同頻率），這樣就可以記錄一組22的參量了，反復(fù)進(jìn)行，直至得到一個(gè)55的散射矩陣。六. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理： 1. 5端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣頻率600MHz參量123451176。176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB2176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB3176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB4176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB5176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB176。 dB2. 微帶天線的阻抗頻率MHz1500500200100阻抗 Ω+++等效的電容或電感元件七．實(shí)驗(yàn)感想：本次實(shí)驗(yàn)僅有三組實(shí)驗(yàn)儀器，因此無(wú)法滿足所有人動(dòng)手實(shí)踐的要求。不過(guò)，經(jīng)過(guò)和同組同學(xué)的努力，我們順利地測(cè)完所有要求的數(shù)據(jù)點(diǎn)，做了相應(yīng)的記錄。能夠從頭到晚完成本次實(shí)驗(yàn)的同學(xué)不多，幸運(yùn)的成為其中一人。動(dòng)手操作了所有的設(shè)備儀器，了解了大概的調(diào)試和操作方法。這些是我最大的收獲。：1． 為什么測(cè)量之前一定要進(jìn)行系統(tǒng)校正？如果不校正的話會(huì)有什么結(jié)果？答：由于網(wǎng)絡(luò)分析儀將兩個(gè)測(cè)量參考面之間的所有元件視為一個(gè)整體，所以測(cè)量之前都要經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，一次在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出輸入之間接標(biāo)準(zhǔn)短路校準(zhǔn)件，開(kāi)路校準(zhǔn)件，匹配校準(zhǔn)件，以去除系統(tǒng)誤差。2． 散射矩陣元素的物理含義是什么？答：Sij=bi/aj|an=0(n=1,2,3,4,…n≠j)即其他端口均接匹配負(fù)載時(shí)，從j端口到i端口的傳輸系數(shù)。實(shí)驗(yàn)九（二）引向天線的方向圖的測(cè)量及參數(shù)計(jì)算一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量引向天線的E面歸一化輻射方向圖，并計(jì)算相關(guān)電參數(shù)，掌握引向天線的E面歸一化輻射方向圖的基本特點(diǎn)及測(cè)量方法。二．實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求：：1. 場(chǎng)強(qiáng)儀(數(shù)字(DS1130)、半數(shù)字(DS1870)、模擬(9S43B))；2. 八木天線；3. 天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)。:了解和基本掌握引向天線的工作原理和基本特點(diǎn)。三．實(shí)驗(yàn)原理：為了提高天線的方向性系數(shù)和人們所需要的特定方向圖，可以將天線單元按一定的規(guī)律分布，組成所謂的線陣、面陣和體陣。其中，八木天線就是一種最常用的端射陣。本次實(shí)驗(yàn)就是要測(cè)量八木天線的E面歸一化輻射方向圖并計(jì)算其相關(guān)的電參數(shù)，使學(xué)生從感性上理解引向天線的基本特點(diǎn)。四．實(shí)驗(yàn)步驟：1. 將八木天線水平極化，固定在天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)支架上，并用同軸電纜將八木天線的有源振子和場(chǎng)強(qiáng)儀的輸入端相連接；2. 打開(kāi)場(chǎng)強(qiáng)儀，調(diào)諧場(chǎng)強(qiáng)儀的工作頻率，使其與接受到的電視信號(hào)相應(yīng)頻道的頻率發(fā)生諧振，并改變場(chǎng)強(qiáng)儀的衰減器，使指針有一個(gè)合適的輸出指示（約2/3的滿刻度范圍）；3.. 根據(jù)八木天線的幾何尺寸，選擇適當(dāng)?shù)碾娨曨l道。改變天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)角度，每10度讀取一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；4. 分別用模擬、數(shù)字、半數(shù)字場(chǎng)強(qiáng)儀進(jìn)行測(cè)量。五．注意事項(xiàng)：1. 如果指示過(guò)大或過(guò)小時(shí)，可以調(diào)整衰減器；2. 接收頻率一旦調(diào)諧正確，不可亂動(dòng)旋鈕，以免測(cè)量靈敏度下降；3. 注意八木天線有源振子的幾何尺寸與相應(yīng)電視頻道的正確選擇。六．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：1．接收機(jī)：模擬場(chǎng)強(qiáng)儀天線： 八木天線頻率：（ ）MHz角度（度）0102030405060708090100110E（dBuV）323132333130292825200角度(度)120130140150160170180190200210220230E（dBuV）2629283133333332角度（度）240250260270280290300310320330340350E（dBuV）303129272726303234363531七．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：利用公式 將測(cè)得的單位為dBuV的電場(chǎng)強(qiáng)度換算成單位為uV/m的電場(chǎng)強(qiáng)度E’并作歸一化，畫(huà)出歸一化方向圖。并計(jì)算下列八木天線有關(guān)電參數(shù)：1. 主瓣寬度：取方向圖主瓣的兩個(gè)半功率點(diǎn)或3（dB）點(diǎn)之間的角度 2=（ 120176。 ）。2. 前后輻射比：通常把天線方向圖中，朝向發(fā)射臺(tái)的最大接受方向（）的前向輻射與背向發(fā)射臺(tái)方向（）內(nèi)的最大后向輻射之比一 為前后輻射比，用F/B表示，習(xí)慣上用dB單位。最大前項(xiàng)幅度 F= ( 36) dBV最大后向幅度 B= ( 33 ) dBV F/B = FB= ( 3 ) dB八．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及感想 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過(guò)調(diào)整八木天線底座的角度，改變天線引向器所對(duì)應(yīng)的方向。讀取場(chǎng)強(qiáng)儀所顯示的模擬場(chǎng)強(qiáng)讀數(shù)，注意到，場(chǎng)強(qiáng)E隨著角度的增大呈周期性變化，通過(guò)畫(huà)歸一化方向圖，可以觀察到場(chǎng)強(qiáng)的主要分布方向和主瓣寬度。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的歸一化方向圖與理論上大致相符，并同課堂上學(xué)習(xí)到的應(yīng)用舉例相符合。 感想：盡管天氣很冷，但是我們依舊準(zhǔn)時(shí)到達(dá)天臺(tái)，認(rèn)真完成了實(shí)驗(yàn)。老師的敬業(yè)精神讓我們感動(dòng)，并鼓勵(lì)了我們更加認(rèn)真負(fù)責(zé)的完成既定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)。 九．思考題：？答：引向器的數(shù)目、位置、角度，反射器的位置、數(shù)目、長(zhǎng)度等。、反射振子、引向振子的幾何尺寸與空間位置分布有什么特點(diǎn)？答：八木天線整個(gè)結(jié)構(gòu)呈“王”字形，與饋線相連的稱為有源振子或主振子，居于中間。比有源振子稍長(zhǎng)一點(diǎn)的稱為反射器，居于有源振子的一側(cè)；比有源振子略短的稱為引向器，它位于有源振子的另一側(cè)。引向器可以有多個(gè)，每根長(zhǎng)度要比相鄰的并靠近有源振子的那根略短一些。引向器越多，主瓣越尖銳。一般情況下，有三個(gè)引向器、一個(gè)反射器和一個(gè)有源振子。附錄： 實(shí)驗(yàn)主要器材圖片介紹選頻放大器（YM3892）直讀式頻率計(jì)（PX16）駐波測(cè)量器（TC26）標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器（YM1123）可變衰減器（BD202）精密衰減器（TS7）矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（hp 8714 ET）同軸測(cè)量線（TC21A）3厘米單螺調(diào)配器匹配負(fù)載可調(diào)晶體架計(jì)算機(jī)輔助微波測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)參考資料：【1】 湯世賢，《微波測(cè)量》，國(guó)防工業(yè)出版社，1998【2】 董樹(shù)義，《微波測(cè)量技術(shù)》，北京理工大學(xué)出版社，1990【3】 Davis,Krishna ，李福樂(lè)譯，《射頻電路設(shè)計(jì)》（Radio Frequency Circuit Design）， 機(jī)械工業(yè)出版社，2005年10月【4】周希郎，《電磁場(chǎng)理論與微波技術(shù)基礎(chǔ)》，東南大學(xué)出版社，2005年