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相参激励下二端口网络输入阻抗的测试方法

作　者: 车慧萍
导　师: 王新
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 相参激励源 输入阻抗 二端口网络 误差校准
分类号: TM934.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


“宽带电小天线”是天线领域中的一个尚未解决的难题。CFA、EH等天线是一类特殊的电小天线,它们是由相参激励下强耦合的两个辐射体所构成的小天线。用强耦合相参激励的两辐射体加宽带匹配网络来实现宽带高频电小天线的方案或许是一种有效的方法。但在该类天线的研究中需要一台相参激励下二端口网络输入阻抗的测试设备,至今国内外无该类设备出售。目前相参激励下二端口网络输入阻抗常用的测量方法是,先用二端口网络分析仪测量网络的散射矩阵S,再将散射矩阵S转化阻抗矩阵Z,而后求出不同相参激励下各端口的输入阻抗。由于该方法是一种间接的测量方法,不能直观地给出天线研究中所需要的数据,因此我们设计了相参激励下二端口网络输入阻抗的直接的测试系统。本文中所提出的相参激励下二端口网络输入阻抗的测试方法属于一个探索性的测试方案。为了保证我们所设计的测试系统的可行性和有效性,首先设计了单端口网络输入阻抗的测试系统,详细分析了测试系统的组成部分,接着在单端口网络输入阻抗测试系统的基础上,设计出相参激励下二端口网络输入阻抗的测试系统,对所用到的相参可控信号源进行了分析。同时,为使输入阻抗测试系统更为准确和完善,本文分析了测试系统的误差来源。根据网络分析仪误差校准原理,提出其误差校准模型,构建了本测试系统的误差校准机构和具体的校正方法,并针对实际情况分别给出了单端口网络测试系统的校准步骤和二端口网络测试系统的校准步骤。最后,本文给出了大量的实际测试数据,并将其与理论计算值进行比较。比较结果表明,单端口网络测试系统的准确性高,而相参激励下二端口网络测试系统存在着一定的测量误差;接着分析了产生测量误差的原因,指出了二端口网络测试系统改进的地方。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状及分析  10-14
    1.2.1 电小天线的研究发展状况  10-11
    1.2.2 交叉场天线的研究现状  11-12
    1.2.3 微波网络参数的测量方法  12-13
    1.2.4 相参激励信号源的研究现状与发展  13-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
  1.4 本文的结构安排  15-16
第2章 单端口网络输入阻抗的测试方法  16-32
  2.1 单端口网络的输入阻抗  16-17
  2.2 单端口网络输入阻抗间接的测试方法  17
  2.3 单端口网络输入阻抗直接的测试系统  17-21
    2.3.1 测试系统的构成  17-19
    2.3.2 测试原理  19-21
  2.4 直接的测试系统的具体实现  21-31
    2.4.1 定向耦合器  21-24
    2.4.2 功率分配器  24-26
    2.4.3 低通滤波器  26-29
    2.4.4 PCI数据采集卡  29-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章 二端口网络输入阻抗的测试方法  32-46
  3.1 二端口网络的输入阻抗  32-33
  3.2 二端口网络输入阻抗间接的测试方法  33-37
    3.2.1 间接测试方法的误差模型  34-35
    3.2.2 误差校准方法与校准步骤  35-37
  3.3 二端口网络输入阻抗的直接测试系统  37-38
  3.4 双路相位可控信号源  38-45
    3.4.1 DDS模块  39-43
    3.4.2 USB主控模块  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章 测试系统的误差及其校正  46-51
  4.1 误差的来源  46-47
  4.2 误差校准模型及基本原理  47-49
  4.3 误差校准的具体步骤  49-50
    4.3.1 单端口网络输入阻抗测试系统的校准  49-50
    4.3.2 二端口网络输入阻抗测试系统的校准  50
  4.4 本章小结  50-51
第5章 测试结果与分析  51-66
  5.1 测试步骤  51
  5.2 单端口网络测试结果分析  51-57
    5.2.1 匹配负载开路器和短路器的测试结果  52-53
    5.2.2 电感和电容的测试结果  53-55
    5.2.3 单端口网络的测试结果  55-57
  5.3 二端口网络输入阻抗测试结果与分析  57-65
    5.3.1 二端口网络的测试结果  57-63
    5.3.2 二端口网络输入阻抗测试系统测量误差的分析  63-64
    5.3.3 二端口网络输入阻抗测试系统的改进和应用  64-65
  5.4 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 集中参数、分布参数的测量及仪表 > 驻波、阻抗的测量及仪器 > 反射系数测量
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