1、微波信号频谱相位噪声和功率测量实验报告

1、近代微波测量实验报告一) 一、实验名称： 微波信号频谱、相位噪声和功率地测量二、实验目地：1. 了解微波考试用频谱仪地组成、构造和工作原理2. 掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3. 利用微波频谱分析仪考试微波信号频谱、功率和相位噪声三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、同轴电缆一根四、实验原理：相位噪声是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等频稳质量地重要指标,随着频标源性能地不断改善,相应噪声量值越来越小 ,因而对相位噪声谱地测量要求也越来越高 .无源和有源器件中地噪声一般有热噪声、闪烁噪声1/f 噪声)、散粒噪声、周期稳态噪声 .相位噪声是用来表征一个信号源地短期频率稳定度地

2、.在频域中,相位噪声表征噪声对输出信号相位地扰动，其定义为在偏移载波频率A处地单位带宽内地单边带噪声谱与载波功率之比 .五、实验内容观察不同衰减设置下信号地变化、观察不同 RBW 带宽设置对信号频谱地影响；考试信号源输出信号地相位噪声；存储考试数据并进行分析.六、实验步骤一、正确连接信号源与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地单频信号,信号源按键DIAGR-Baseband-Multicarrier CW三、对频谱仪进行适当设置,频谱仪按键AMPT-RF Atten Manual 观察不同衰减设置下信号地变化四、频谱仪按键BW-Res BW Manual,观察不同RBW带宽设置对信号频谱地影

3、 响五、频谱仪按键 MKR-Phase Noise Ref Fixed考试信号源输出信号地相位噪声 偏离 10KHz、 100KHz、 1MHz、 10MHz)六、纪录考试数据并进行分析.七、实验结果：测得中心频率f0=3GHz,输入-10dBm时，测得输出为-11.69dBm.1、偏离 10kHz设置 span为 50k,RBW 为 300Hz)相噪：+10kHz 处-101.21dBc/Hz; -10kHz 处-98.17dBc/Hz2、偏离 100kHz设置 span为 500k,RBW 为 3kHz)相噪：+100kHz 处-101.96dBc/Hz; -100kHz 处-102.06

4、dBc/Hz3、偏离 1MHz设置 span为 3M,RBW 为 30kHz）相噪：+1MHz 处-115.61dBc/Hz; -1MHz 处-114.32dBc/Hz4、偏离 10MHz设置 span为 50M,RBW 为 100kHz）相噪：+10MHz 处-128.54dBc/Hz; -10kHz 处-130.16dBc/Hz八、讨论：1 .在一定条件下，衰减器衰减量每增加10dB,频谱仪显示噪声电平提高10dB. 因此，要提高频谱分析仪地灵敏度需要将衰减设置得尽可能小，以降低噪声电平地值，使得信号不被噪声淹没.2 .分辨率带宽是频谱仪测量参数中非常重要地一项.频谱仪在对两个频率相近地

5、待测信号进行描述时，若两信号幅度也相似，则响应特性曲线顶部可能重迭在一起， 表现为单一信号；若两信号幅度一大一小，则小信号有可能被大信号淹没，无法分 辨出来.只有当两个信号地频率间隔大于或等于分辨率带宽时，频谱仪才能够正确地显示出它们.近代微波测量实验报告二）姓名：贾淑涵 学号：2实验时间：2018年3月18日一、实验名称：滤波器响应曲线考试二、实验目地：1 . 了解微波考试用频谱仪地组成、构造和工作原理2 .掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3 .在没有矢量网络分析仪地情况下利用，微波信号源和微波频谱分析仪考试 滤波器地响应曲线，观察滤波器插损、3dB带宽和带外抑制特性三、实验器材：微波信

6、号源一台、微波频谱分析仪一台、带通滤波器一只、低通滤波器一只、 同轴电缆两根四、实验原理：滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定地频率成分通过，而极大地衰减其它 频率地成分.滤波器地性能指标通常有以下几项：1、截至频率引：一股指衰减增加到某一确定值时地频率，如增加3dB时地频率,称为3dB截止频率.2、带宽BW:对于带通滤波器而言，也指衰减加大到某一确定值时地频率范围，如I 称为1dB通带带宽或1dB阻带带宽.带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分地能力频率分辨率.3、回波损耗Reflection Loss缩写RL）：回波损耗是描述滤波器性能地一 个敏感参数，同时回波损耗RL）、驻波系数VSW

7、R）和反射系数 习）三个参数是相关地,通常用来表征滤波器反射特性. 回波损耗地公式定义以及三者之间地4、带外抑制Rejection缩写RJ）：在给定地频率下，带外信号地插入损耗大 于最小带内信号地插入损耗地数值.5、带内波动：指通带内信号地平坦程度,即通带内最大衰减与最小衰减之间地差别，一般用dB表示.6、品质因数Q:描述滤波器地频率选择性地强弱，分有载和无载两种情况.五、实验内容一、带通滤波器考试1. 带通滤波器截止频率2. 带通滤波器带外抑制 30dB 处频率点3. 带通滤波器袋内波动二、低通滤波器考试1. 低通滤波器截止频率2. 低通滤波器带外抑制 30dB 处频率点3. 低通滤波器带内

8、波动六、实验步骤一、正确连接信号源、带通滤波器与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地扫频信号,将扫频信号设置为100MHz 到4GHz,扫描时间设置为10ms.三、对频谱仪进行适当设置,设置 RBW 为 1MHz,SWT 为 5ms,Ref 为 0dBm,Att为 20dB,VBW 为 3MHz.四、将频谱仪地Trace设置为maxholder,扫频，观察滤波器地响应曲线.五、待曲线出现后,观察曲线.六、移动marker读取带通滤波器地两个截止频率点，计算出中心频率.七、移动marker读取通带两边衰减30dB处地频率点.八、移动marker在通带内寻找最高及最低点，分别读取其功率值，计算得

9、出带内 波动 .九、设置频谱分析仪，在Trace选项里选择writeclear.十、将带通滤波器取下,连接低通滤波器.重新设置信号源及频谱仪,考试滤波器指标 .考试方法同带通滤波器.七、实验结果：根据实验步骤正确连接仪器及考试后,可得一下结果：1、带通滤波器考试得带通滤波器左右两个截止频率分别为：1.8483GHz,2.4783GHz.当 带外抑制达到30dB时左右两边频率分别为：1.5729GHz,2.6228GHz带内波动为：- 12.8dB-14.17dB.通过左右截止频率,可算得中心频率为2.1633GHz2、低通滤波器考试得低通滤波器截止频率为：1.3297GHz.当带外抑制达到30

10、dB时频率分别 为：1.7176GHz.带内波动为：-10.36dB-14.59dB.八、讨论：1、通过本实验，使我们了解微波考试用频谱仪地组成、构造和工作原理 .在实际 操作中，掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法，锻炼了我们地动手能力.2、由于没有矢量网络分析仪，使用微波频谱分析仪考试滤波器地响应曲线，频谱 仪只能考试功率，所以未能考试滤波器地相位信息.3、通过这次实验，明白了在一定地实验条件及实验要求下，我们可以灵活选择测 量仪器来获取所需地数据.近代微波测量实验报告 三)姓名：贾淑涵 学号：2实验时间：2018年3月25日一、实验名称：微波介质谐振器测量二、实验目地：1、了解微波谐振腔

11、地构造和工作原理；2、掌握正确使用矢量网络分析仪考试谐振参数地方法；3、掌握利用矢量网络分析仪考试所得谐振参数计算被测介质材料介电常数地方法；三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、介质谐振器考试装置、同轴电缆两根四、实验原理：微波介质谐振器具有介电常数大和固有品质因数高、温度稳定性好、体积小、 重量轻、成本低、易于集成等优点，引起了人们高度重视，并已广泛地应用于微波 通信、卫星通信、雷达、遥控遥测、导弹制导、电子对抗等领域.谐振单元地理想模型是被测介质谐振器为圆柱体，具两端面由无穷大良导体金 属短路板短路，如图所示.若介质谐振器为非磁性出。=1和较高介电常数材料，则在谐振单元中存在

12、陷模和漏模.陷模地能量主要集中在介质谐振器内及其附近，品质因数Q值较高；漏模 地能量将沿半径r方向向外辐射，Q值较低.在谐振单元中，若取圆柱坐标系，并取z 为轴向.根据电磁谐振理论，可得谐振单元中陷模TE0mn地特征方程组：ujp(u) _ vK0(v)v2 (nna/h); -(27taf0/c)au2 = (% - l)(2naf0/c): - vz式中j<u）和K<u） <n=0,i）分别为第一类贝塞耳函数和第二类变态贝塞耳函数.当测得介质谐振器地结构尺寸和谐振频率后，联立求解式上述式子可得被测介质 材料地介电常数.五、实验内容1 .对仪器进行适当地参数设置2 .正确连接仪器与谐振腔，选择使用适合地转接头3 .考试谐振腔载入被测材料前后地谐振频率和Q值4 .存储考试数据并进行分析六、实验步骤一、连接仪器；二、设置矢网扫频带宽为9kHz6GHz<频带），功率为0dBm点数为401;三、观察谐振峰出现频点，选取较为明显地谐振峰进行考试 <将谐振器地上面 板上抬，观察各个波峰，往低频段移动地即是我们所要测量地 TE011模式地谐振 峰）；四、将光标置与选定地谐振峰，其对应频率置为扫描中心频率；五、减小才3描带宽，并保持光标置于谐振峰峰值处；六、重复步骤4-5,直到所显示曲线上下为4dB左右；七、测量谐振频率f0,