实验三、阻抗测量与匹配技术实验报告 一、 实验目的 1、掌握用测量线测量微波元件阻抗的方法； 2、熟悉Smith 圆图在阻抗测量中的应用； 3、熟悉阻抗匹配技术； 二、 实验原理 1、 阻抗测量的基本原理 在微波测量技术中，微波系统的阻抗是微波工程中的重要参数。微波元件的阻抗是微波系统匹配设计的依据,也是研究复杂微波结构的微波网络中确定等效电路参数的依据。阻抗测量不仅应用于微波器件特性阻抗的研究及微波系统的阻抗匹配，同时也是一些复杂测量（如微波网路参量的测量）的基础。因而微波阻抗测量是一项非常重要的测量。 根据传输线理论，传输线中驻波分布与终端负载阻抗直接相关，表征驻波特性的两个参量，驻波比ρ及相位ᵯᵅᵅᵅᵅ与负载阻抗有如下关系： 式中，ᵄᵃ̅̅̅为归一化负载阻抗，即单口微波器件输入阻抗；ρ 为驻波比；ᵅᵅᵅᵅ是终端负载至相邻驻波节点的距离，见图4-1。由于β = 2ᵰᵰᵅ，这样ᵰᵅ、ρ、ᵅᵅᵅᵅ就是确定负载归一化阻抗的三个参数，利用式（4-1）即阻抗测量就归结为对上述三个参量的测量。 2、 驻波最小点位置ᵅᵅᵅᵅ的测量原理 由于测量线标尺的两端点不是延伸到线体的两端口，直接测量输入端口至相邻驻波节点的距离有困难，但根据阻抗分布的ᵰᵅ2 重复性原理，只要找到与待测阻抗相等的面作为等效参考面即可，这就是在测量中常采用的方法“等效截面法”。 首先让测量线终端短路，沿线驻波分布如图4-2（a）所示，因而移动测量探针可测得某一驻波节点位置ᵅᵄ,它与终端距离为半波长的整倍数ᵅᵰᵅ2 （n=1,2,3…），此位置即为待测元件输入端面在测量线上的等效位置T。当测量线终端接上待测负载时，系统的驻波分布图如图4-2（b）所示，用测量线测得ᵅᵄ左边（向波源方向）的相邻驻波节点位置ᵅᵅᵅᵅ即为终端相邻驻波节点的等效位置，所以有: ᵅᵅᵅᵅ = |ᵅᵅᵅᵅ − ᵅᵄ|。由公式4-1 可以计算待测元件的输入阻抗ᵄᵃ̅̅̅。 在工程设计中为简便起见，负载阻抗也可由Smith 圆图进行求解。图4-3 为导纳圆图，图中A 点即为归一化导纳ᵄᵃ̅ ，B 点的读数即为归一化阻抗ᵄᵃ̅̅̅。 3、 感性膜片和容性膜片 在波导中放置如图4-4 所示的开有窗口的全金属片称为膜片，当膜片的厚度满足 δ<
