【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，我們盡量使問題簡化，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2端口到1端口的波的傳輸系數(shù) （4－2d）對的模取對數(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，可以得到另兩個參量，叫做反向電壓增益，的模的平方就是反向功率增益。對于多端口網(wǎng)絡(luò)來說，只需將參量如（4－4）定義，那么就可以完全應(yīng)用測二端口網(wǎng)絡(luò)的方法來測了。 （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. 實驗內(nèi)容及步驟1. 實驗基本準(zhǔn)備（1）開機(jī)預(yù)熱，檢查機(jī)器是否運行正常。（2）校準(zhǔn)：由于網(wǎng)絡(luò)分析儀將兩個測量參考面之間的所有元件視為一個整體，所以測量之前要進(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)分析儀測量一個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)分析儀的測試參考面上，選擇一個工作頻率（每個學(xué)生選一個不同頻率），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)分析儀測量一個5端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣將需要測量的2端口接在被測參考面之間，其余3端口為了保證a＝0，都接匹配負(fù)載，選擇一個工作頻率（每個學(xué)生選一個不同頻率），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55的散射矩陣。六. 實驗數(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．實驗感想：本次實驗僅有三組實驗儀器，因此無法滿足所有人動手實踐的要求。不過，經(jīng)過和同組同學(xué)的努力，我們順利地測完所有要求的數(shù)據(jù)點，做了相應(yīng)的記錄。能夠從頭到晚完成本次實驗的同學(xué)不多，幸運的成為其中一人。動手操作了所有的設(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． 為什么測量之前一定要進(jìn)行系統(tǒng)校正？如果不校正的話會有什么結(jié)果？答：由于網(wǎng)絡(luò)分析儀將兩個測量參考面之間的所有元件視為一個整體，所以測量之前都要經(jīng)過校準(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，從j端口到i端口的傳輸系數(shù)。實驗九（二）引向天線的方向圖的測量及參數(shù)計算一．實驗?zāi)康模簻y量引向天線的E面歸一化輻射方向圖，并計算相關(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及測量方法。二．實驗儀器與實驗預(yù)習(xí)要求：：1. 場強(qiáng)儀(數(shù)字(DS1130)、半數(shù)字(DS1870)、模擬(9S43B))；2. 八木天線；3. 天線測試轉(zhuǎn)臺。:了解和基本掌握引向天線的工作原理和基本特點。三．實驗原理：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。本次實驗就是要測量八木天線的E面歸一化輻射方向圖并計算其相關(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。四．實驗步驟：1. 將八木天線水平極化，固定在天線測試轉(zhuǎn)臺支架上，并用同軸電纜將八木天線的有源振子和場強(qiáng)儀的輸入端相連接；2. 打開場強(qiáng)儀，調(diào)諧場強(qiáng)儀的工作頻率，使其與接受到的電視信號相應(yīng)頻道的頻率發(fā)生諧振，并改變場強(qiáng)儀的衰減器，使指針有一個合適的輸出指示（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。改變天線測試轉(zhuǎn)臺角度，每10度讀取一個數(shù)據(jù)點；4. 分別用模擬、數(shù)字、半數(shù)字場強(qiáng)儀進(jìn)行測量。五．注意事項：1. 如果指示過大或過小時，可以調(diào)整衰減器；2. 接收頻率一旦調(diào)諧正確，不可亂動旋鈕，以免測量靈敏度下降；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．實驗數(shù)據(jù)記錄：1．接收機(jī)：模擬場強(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．實驗數(shù)據(jù)處理：利用公式 將測得的單位為dBuV的電場強(qiáng)度換算成單位為uV/m的電場強(qiáng)度E’并作歸一化，畫出歸一化方向圖。并計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半功率點或3（dB）點之間的角度 2=（ 120176。 ）。2. 前后輻射比：通常把天線方向圖中，朝向發(fā)射臺的最大接受方向（）的前向輻射與背向發(fā)射臺方向（）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。最大前項幅度 F= ( 36) dBV最大后向幅度 B= ( 33 ) dBV F/B = FB= ( 3 ) dB八．實驗結(jié)果分析及感想 實驗結(jié)果分析：通過調(diào)整八木天線底座的角度，改變天線引向器所對應(yīng)的方向。讀取場強(qiáng)儀所顯示的模擬場強(qiáng)讀數(shù)，注意到，場強(qiáng)E隨著角度的增大呈周期性變化，通過畫歸一化方向圖，可以觀察到場強(qiáng)的主要分布方向和主瓣寬度。實驗測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)時到達(dá)天臺，認(rèn)真完成了實驗。老師的敬業(yè)精神讓我們感動，并鼓勵了我們更加認(rèn)真負(fù)責(zé)的完成既定的實驗內(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？答：八木天線整個結(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。比有源振子稍長一點的稱為反射器，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，每根長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，有三個引向器、一個反射器和一個有源振子。附錄： 實驗主要器材圖片介紹選頻放大器（YM3892）直讀式頻率計（PX16）駐波測量器（TC26）標(biāo)準(zhǔn)信號發(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）同軸測量線（TC21A）3厘米單螺調(diào)配器匹配負(fù)載可調(diào)晶體架計算機(jī)輔助微波測試系統(tǒng)實驗參考資料：【1】 湯世賢，《微波測量》，國防工業(yè)出版社，1998【2】 董樹義，《微波測量技術(shù)》，北京理工大學(xué)出版社，1990【3】 Davis,Krishna ，李福樂譯，《射頻電路設(shè)計》（Radio Frequency Circuit Design）， 機(jī)械工業(yè)出版社，2005年10月【4】周希郎，《電磁場理論與微波技術(shù)基礎(chǔ)》，東南大學(xué)出版社，2005年