射 频 实 验 系 统 射频实验系统号称“射频实验室”，因为它涵盖了射频实验室，应该具备的相关设备与器件。 一、系统描述 射频实验系统是主要面向高等院校通信工程、电子工程、电磁场与微波技术等电子信息类专业开设的《微波技术》、《射频与微波电路》、《天线与电波传播》、《微波通信》、《微波测量》等课程的课内实验及课程设计、集中综合性实验、毕业设计等研发生产的。 该教学系统以射频实验测量仪为核心，以Smith圆图为显示界面，对射频、微波及天线系统的反射、传输特性进行全面测试，其反射测试包括：驻波、回损、阻抗、反射、相位、电长度；传输测试包括幅频特性、插损、相位、增益、群时延；此外还包括故障定位测试及介电常数ε测试。 该系统兼顾理论验证与工程设计，解决学生们学习理论课的困难，并尽最大可能培养他们对微波电路系统的设计及综合调试、测试能力。就业市场的竞争日趋激烈，对于学生设计能力的要求也越来越高。该系统采用以验证性、测试性实验为基础，设计性、综合性及研究创新性实验为进阶的实验教学改革思路，符合高等教育对实践教学环节的最新要求。 一般来说微波实验室投资巨大，如何进行资源的合理利用，如何使得投资最大限度的发挥作用，是高校实验室建设的出发点。在本系统实验教学方法和手段上，配置国产自主研发的射频实验测量仪进行系统S参数综合测试。射频实验测量仪测试功能强大，是射频、微波测试的主要仪器，它不但满足教师的科研开发，也使学生了解微波通用器件的基本测量方法，更直观的理解所学过的内容；使学生了解增益等参数的测试，巩固所学的知识，是走上工作岗位前的演练。 射频实验的安排，就是要使得不熟悉射频技术的人，通过实验来加深对原理及概念的理解以及对测试方法和测试技术的掌握。安排顺序是先为原理性实验，接下来是传输线，再下面是各种器件的测试，这部分的重点是让学生了解如功率衰减器、功率分配器、定向耦合器、滤波器、和差器、隔离器等电路，并进而掌握其测量与设计的方法。 二、实验内容介绍 实验一 射频实验测量仪应用 1>、了解射频实验测量仪的一般功能原理 2>、初步使用射频实验测量仪 3>、掌握用射频实验测量仪测量单、双端口网络基本参数 实验二 传输线基本概念 1>、明确传输线上电压、电流具有波动性质 2>、加深传输线阻抗变换性及重复性的理解 3>、用射频实验测量仪测量传输线输入阻抗、驻波比 实验三 射频下的电感与电容的测试 1>、了解电感、电容在射频下的性能 2>、了解元件的自身谐振现象 3>、学会用射频实验测量仪测量电感与电容 实验四 同轴电缆的常规测量 1>、了解最基本的传输线同轴电缆 2>、了解射频电缆的常规性能与测试方法 3>、用射频实验测量仪测量电缆的驻波比、插损 实验五 同轴电缆的时域故障定位 1>、理解信号时域测量和频域测量的概念 2>、学会利用射频实验测量仪上的时域故障定位功能完成测量 3>、会计算被测电缆的波长缩短系数 实验六 同轴电缆特性阻抗 1>、理解特性阻抗的意义 2>、掌握同轴电缆特性阻抗ZC的测量方法，加深对特性阻抗的理解 3>、理解特性阻抗在阻抗匹配时的重要性 实验七 衰减器 1>、了解不同类型的衰减器 2>、掌握衰减器的测试原理 3>、学会使用射频实验测量仪来完成衰减器的测量 4>、学会利用测试结果来分析衰减器的性能 实验八 功率分配器 1>、了解不同类型功率分配器的结构、频率特性 2>、掌握功率分配器的测试原理 3>、学会使用射频实验测量仪来完成功率分配器的测量 4>、学会利用测试结果来分析功率分配器的性能 实验九 定向耦合器 1>、了解定向耦合器的原理及基本设计方法 2>、学会使用射频实验测量仪来完成定向耦合器的测量 3>、学会利用测试结果来分析定向耦合器的性能 实验十 隔离器 1>、了解不同类型的隔离器 2>、掌握隔离器的测试原理 3>、学会使用射频实验测量仪来完成隔离器的测量 4>、学会利用测试结果来分析隔离器的性能 实验十一 滤波器 1>、了解不同类型滤波器和它的频谱特性 2>、掌握滤波器的测试原理 3>、学会使用射频实验测量仪来完成滤波器的测量 4>、学会利用测试结果来分析滤波器的性能 实验十二 和差器 1>、了解不同类型和差器 2>、掌握和差器的测试原理 3>、学会使用射频实验测量仪来完成和差器的测量 4>、学会利用测试结果来分析和差器的性能 实验十三 用 λ/2 短路线测 εr 1>、了解用射频实验测量仪测量相对介电常数的基本原理 2>、掌握一种在射频频率下，测试相对介电常数εr的方法 实验十四 用 λ/4法分离测试误差 1>、知道一种分离测试误差的方法 实验十五 史密斯圆图分析与应用 1>、了解史密斯圆图的原理和作用 2>、学会使用史密斯圆图分析问题 三、系统特色介绍 1、由于射频（RF）和微波的快速发展，射频实验系统的频率设定在三代通信的中心频率2GHz左右,学生们在熟悉、了解和精通后非常有利于将来尽快找到专业对口的工作岗位并很快适应，也有助于提高学生的就业成功率。 2、考虑到高等教育在实践环节的设计性、综合性及研究创新性，所用的微波器件均是真实的微波器件。 3、相关配套测量仪器为具有自主知识产权的射频实验测量仪，对这种基础的专业测量仪器的熟悉、了解和精通，非常有利于学生将来工作时能很快上手。 4、射频实验系统不仅使学生学会微波通用器件、增益等参数的基本设计及测量方法，提高对微波系统的分析与综合能力，还可以满足教师的科研与开发。
四、系统配套设备 1、射频实验测量仪 南京普纳科技设备有限公司 型号：PNA3722(PNA3723)。用途：本仪器是一种轻便台式自动射频测试仪，能对各种单或双端口器件的全部复数（矢量）参数进行测试与打印，适合于广播、电视、通讯（信）、雷达等设备中的天馈系统及其它微波、射频元器件、放大器的研发、制造、调试、验收及运维。 另外射频实验测量仪也可当扫频信号源使用。 性能简介： ·频率范围：30MHz～3000MHz ·取样变频外差式接收：灵敏度-90dBm,动态范围80dB ·分辨率与不确定度：
小插损分辨率为0.01dB，不确定度在50dB內为±0.2dB±(dB值)的4%;
小反射分辨率为0.002，小反射不确定度约为±0.01;
相位分辨率为0.1°,不确定度约为±5°/幅值 · 数字式频率综合跳频,跳频速度约为每秒10点 ·具有阻抗圆图测试功能,圆图分4档显示,匹配状态、阻抗性质一目了然 ·能测某些元器件的回损或驻波比,有1～1.05/1.25/2.25/∞四档驻波比显示 ·有相损画面能测插损与相移，相位并有平移展开功能 ·能测1ns～40μs的群时延（分12档） ·反射电桥定向性≥40dB ·50Ω负载回损≥40dB ·时域故障定位功能，能捡查同轴电缆的故障位置，测出电长度 ·RS-232接口输出数据到计算机 2、射 频 实 验 箱 50ΩN型保护接头 SWR≤1.05 1只 50ΩN型匹配负载(阳头) SWR＜1.07 2只 50ΩN型2.0失配负载(阳头) SWR = 2 1只 50ΩN型双阴连接器 SWR≤1.05 1只 待测电缆0.45m 一好一差 2根 电感电容样本 若干 20 dB衰减器 SWR ≤1.10 1只 短路线(测εr用的λ/2线) 58mm 1根 隔离器 1700MHz－1950MHz 1只 滤波器 1900MHz－1920MHz 1只 功分器 800MHz－2200MHz 1只 定向耦合器 800MHz－2500MHz 1只 和差器 1000MHz 1只 |
