物理实验教程 一近代物理实稻 [9]HAIGH ARTHUR D.THOMPSON FRANK.GIBSON ANDREW A P.Complex Permittivity of Liquid and Granular Materials Using Waveguide Cells[J]. Subsurface Sensing Technologies and Applications,2001,2(4):425-434. [10]ABDULNABI RAAD A.The Cavity Perturbation Method for the Measure- ment of the Dielectric Properties of Polystyrene/carbon black)Composite [J].Journal of Basrah Researches,2011,37(1):1-7. [11门张淑峨，赵君超，李永倩，等.空气湿度微波谐振腔测量方法[J门.中国电机工程 学报，2008,28(2)：1-7 [12]果佳佳，金瑞，张志华，等.波导终端短路法测量固体材料的电容率[门.物理实 验，2014,34(5)：1-5. 实验2-6矢量网络分析仪校准与散射参量测量 在分析一个由各种器件和传输线连接而成的微波系统时，一般用广义传输线方程来 描述微波传输线特性，用等效微波网络来描述微波器件特性。微波器件的等效网络参量 可通村场分析等方法得到，但在实际微波工程中常常通村直接测量获得。在微波测量技 术中，微波网络特性参量、信号特性参量和天线特性参量的测量称为微波测量的三大任 务。在微波等效网络特性参量中，散射参量具有物理意义直观清晰且易于测量的优点，因 此测量微波器件的特性参量时常常通过测量散射参量来实现。 测量一个单端口网络或多端口网络的散射参量都可通过测量双端口网络散射参量的 方法来完成，故双端口网络散射参量的测量最为典型。传统的微波波导测量系统通过测 量双端口网铬两端传输线上的电压分布来推算网络的散射参量。矢量网络分析仪测量散 射参量的基本思想则与之不同，其通过分离双端口网络的入射、反射和传输微波信号，根 据散射参量的定义来直接测量。 矢量网络分析仪是一种常见的现代化微波测量仪器，主要用来测量高烦器件、电路及 系统的性能参数，如线性参数、非线性参数、变频参数等。它既能测量单端口网络或双 (多)端口网铬的各种参量幅值(amplitude),又能测相位(phase)。矢量网络分析仪有很 多测量分析功能，被称为微波（射频）领域的“仪器之王”和万用表，除了用于直接测量分析 散射参量之外，还可用于测量驻波比、回波损耗、插入损耗、平坦度、带外抑制、衰减、增益、 隔离度，特性阻抗、输入阻抗，输出阻抗、相位、延时、1B压缩点、噪声系数、差分参数、共 模参数、共模抑制比(common mode rejection ratio,CMRR)等常用参数，以及天线、滤被 器(lter)、衰减器、放大器(amplifier)、电缆(cable)、波导，功分器(power divider)、合路器 (combiner)、双工器(diplexer)、耦合器、隔离器，环行器、适配器(adapter)、差分器(differ- entiator)、混频器(mixer)等常见微波器件。 通过本实验理解矢量网络分析仪的基本工作原理和校准原理，学会常用的校准方法 114
— １１４ — [９] HAIGH ARTHURD,THOMPSONFRANK,GIBSONANDREW AP．Complex PermittivityofLiquidand Granular Materials Using WaveguideCells[J]． SubsurfaceSensingTechnologiesandApplications,２００１,２(４):４２５Ｇ４３４． [１０] ABDULNABIRAAD A．TheCavityPerturbation MethodfortheMeasureＧ mentoftheDielectricPropertiesof(Polystyrene/carbonblack)Composite [J]．JournalofBasrahResearches,２０１１,３７(１):１Ｇ７． [１１] 张淑娥,赵君超,李永倩,等．空气湿度微波谐振腔测量方法[J]．中国电机工程 学报,２００８,２８(２):１Ｇ７． [１２] 栗佳佳,金瑞,张志华,等．波导终端短路法测量固体材料的电容率[J]．物理实 验,２０１４,３４(５):１Ｇ５． 实验２Ｇ６ 矢量网络分析仪校准与散射参量测量 在分析一个由各种器件和传输线连接而成的微波系统时,一般用广义传输线方程来 描述微波传输线特性,用等效微波网络来描述微波器件特性.微波器件的等效网络参量 可通过场分析等方法得到,但在实际微波工程中常常通过直接测量获得.在微波测量技 术中,微波网络特性参量、信号特性参量和天线特性参量的测量称为微波测量的三大任 务.在微波等效网络特性参量中,散射参量具有物理意义直观清晰且易于测量的优点,因 此测量微波器件的特性参量时常常通过测量散射参量来实现. 测量一个单端口网络或多端口网络的散射参量都可通过测量双端口网络散射参量的 方法来完成,故双端口网络散射参量的测量最为典型.传统的微波波导测量系统通过测 量双端口网络两端传输线上的电压分布来推算网络的散射参量.矢量网络分析仪测量散 射参量的基本思想则与之不同,其通过分离双端口网络的入射、反射和传输微波信号,根 据散射参量的定义来直接测量. 矢量网络分析仪是一种常见的现代化微波测量仪器,主要用来测量高频器件、电路及 系统的性能参数,如线性参数、非线性参数、变频参数等.它既能测量单端口网络或双 (多)端口网络的各种参量幅值(amplitude),又能测相位(phase).矢量网络分析仪有很 多测量分析功能,被称为微波(射频)领域的“仪器之王”和万用表,除了用于直接测量分析 散射参量之外,还可用于测量驻波比、回波损耗、插入损耗、平坦度、带外抑制、衰减、增益、 隔离度、特性阻抗、输入阻抗、输出阻抗、相位、延时、１dB 压缩点、噪声系数、差分参数、共 模参数、共模抑制比(commonmoderejectionratio,CMRR)等常用参数,以及天线、滤波 器(filter)、衰减器、放大器(amplifier)、电缆(cable)、波导、功分器(powerdivider)、合路器 (combiner)、双工器(diplexer)、耦合器、隔离器、环行器、适配器(adapter)、差分器(differＧ entiator)、混频器(mixer)等常见微波器件. 通过本实验理解矢量网络分析仪的基本工作原理和校准原理,学会常用的校准方法
0 微波测量技术实验第2章 和技术，重点举握测量散射参量的基本方法和技术，提升用矢量网络分析仪测量微波器件 特性参数的实践能力。 【实验目的】 (1)理解矢量网络分析仪的基本工作原理和校准原理，学会常用的校准方法和技术。 (2)理解微波双端口网络散射参量的物理意义，学会用矢量网络分析仪测量散射参 量的基本方法和技术。 (3)认识开路器、短路器、匹配负载、失配负载等终端元件，学会用矢量网络分析仪测 量单端口微波器件特性参数的方法和技术。 (4)认识微带线，同轴传输线，同轴连接器等连接元件，学会用矢量网络分析仪测量 双端口微波器件特性参数的方法和技术 (5)了解矢量网络分析仪的发展前沿和微波工程应用，激发科技报国的家国情怀和 使命担当。 【预习要求】 (1)什么是微波网络的散射参量？ (2)矢量网铬分析仪主要有哪些功能？一般由哪几个部分组成？各个组成部分的作 用是什么？ (3)矢量网络分析仪直接测量分析的是哪个参量？如何测量？ (4)矢量网络分析仪测量双端口网络散射参量的系统误差主要有哪些？误差来源各 是什么？ (5)矢量网络分析仪的校准方式有哪些？各自适用于测量什么参数？ 【实验原理】 一、矢量网络分析仪的基本工作原理 网络分析仪(network analyzer)是集网络分析、扫频测量、点频信号源等多种测量模 式为一体的现代化测量仪器，采用自身标准信号来测量复杂电路系统中所用元件和电路 (单元)网络的电气特性参数，分析电气性能。网络分析仪可分为标量网络分析仪(scalar network analyzer,SNA)和矢量网络分析仪(vector network analyzer,VNA)两类，其中标 量网络分析仪只能用于测量分析幅度（大小）信号/幅值特性：矢量网络分析仪既能用于测 量分析幅度（大小）信号（即幅值特性），又能用于测量分析相位（方向）信号（即相位特性）。 矢量网络分析仪是微波（射频）电路设计和工程测试中必不可少的测量仪器，广泛适 用于天线测试、电路测试、器件测试和计量检定等领域。深入理解矢量网络分析仪的基本 工作原理是可靠进行网络测量分析的基础。 1.散射参量 (1)反射和传输 网络分析仪测量的基本方式是测量沿传输线行进的入射波，反射波和传输波。在与 网络分析仪相关的名词术语中，入射波用R(参考)通道测量，反射波用A通道测量，传输 波用B通道测量。根据这些波中的幅度和相位信息，便能定量描述被测器件的反射特性 -115
— １１５ — 和技术,重点掌握测量散射参量的基本方法和技术,提升用矢量网络分析仪测量微波器件 特性参数的实践能力. 【实验目的】 (１)理解矢量网络分析仪的基本工作原理和校准原理,学会常用的校准方法和技术. (２)理解微波双端口网络散射参量的物理意义,学会用矢量网络分析仪测量散射参 量的基本方法和技术. (３)认识开路器、短路器、匹配负载、失配负载等终端元件,学会用矢量网络分析仪测 量单端口微波器件特性参数的方法和技术. (４)认识微带线、同轴传输线、同轴连接器等连接元件,学会用矢量网络分析仪测量 双端口微波器件特性参数的方法和技术. (５)了解矢量网络分析仪的发展前沿和微波工程应用,激发科技报国的家国情怀和 使命担当. 【预习要求】 (１)什么是微波网络的散射参量? (２)矢量网络分析仪主要有哪些功能? 一般由哪几个部分组成? 各个组成部分的作 用是什么? (３)矢量网络分析仪直接测量分析的是哪个参量? 如何测量? (４)矢量网络分析仪测量双端口网络散射参量的系统误差主要有哪些? 误差来源各 是什么? (５)矢量网络分析仪的校准方式有哪些? 各自适用于测量什么参数? 【实验原理】 一、矢量网络分析仪的基本工作原理 网络分析仪(networkanalyzer)是集网络分析、扫频测量、点频信号源等多种测量模 式为一体的现代化测量仪器,采用自身标准信号来测量复杂电路系统中所用元件和电路 (单元)网络的电气特性参数,分析电气性能.网络分析仪可分为标量网络分析仪(scalar networkanalyzer,SNA)和矢量网络分析仪(vectornetworkanalyzer,VNA)两类,其中标 量网络分析仪只能用于测量分析幅度(大小)信号/幅值特性;矢量网络分析仪既能用于测 量分析幅度(大小)信号(即幅值特性),又能用于测量分析相位(方向)信号(即相位特性). 矢量网络分析仪是微波(射频)电路设计和工程测试中必不可少的测量仪器,广泛适 用于天线测试、电路测试、器件测试和计量检定等领域.深入理解矢量网络分析仪的基本 工作原理是可靠进行网络测量分析的基础. １．散射参量 (１)反射和传输. 网络分析仪测量的基本方式是测量沿传输线行进的入射波、反射波和传输波.在与 网络分析仪相关的名词术语中,入射波用 R(参考)通道测量,反射波用 A 通道测量,传输 波用 B通道测量.根据这些波中的幅度和相位信息,便能定量描述被测器件的反射特性
物理实验教程 一近代物理实验 ( 和传输特性 (2)散射参量。 与入射波、反射波和传输波相关的端口网络参量称为散射参量(S参量)，S参量是由 归一化入射波电压（功率）和归一化反射波电压（功率）来定义的（参见实验2-3）：而端口网 络的阻抗参量、混合参量、转移参量等均是以端口处的归一化电压和电流定义的。微波频 段的归一化入射波电压和归一化反射波电压比端口处的归一化电压和电流更容易测量， 因此在微波领域广泛应用S参量来测量分析微波网络特性 S参量类似于反射和传输特性。S参量在数学表达上是一个矩阵形式，散射矩阵元 素S:表示在第i端口输入激励信号、其余端口均接匹配负载时第i端口上的电压反射系 数，S,表示在第方端口输入激励信号、其余端口均接匹配负载时第j端口到第；端口的电 压传输系数 复杂的微波系统可看作若干个简单双端口网络的耦合，一个双端口网络的信号流图 如图2-6-1所示，在双端口被测器件(device under test,DUT)的端口1(port1)输入激励 信号（入射功率波）1，被该端口反射的信号成为端口1输出信号（出射功率波）b1的一部 分：a1的其余信号经双端口网络（被测器件）传输到端口2(port2),成为端口2输出信号 b2的一部分。同理，在端口2输入激励信号a:,被该端口反射的信号成为端口2输出信号 b的一部分：4：的其余信号经被测器件传输到端口1，成为端口1输出信号b1的一部分。 } DUT port 1 port 2 下s 图2-6-1双端口网络的信号流图 线性双端口网铬的输出信号b,和b,与输人信号a1和a:之间关系的矩阵形式表达 式为： (2-6-1) 式中，参量S1,S:,S,Sz组成散射参量S,也称散射矩阵S,即 SS: s-5tsn】 (2-6-2) 根据S参量的定义，当输出端(port2)处于匹配状态(a:=0)时，S1:为输入端的反射 系数，S!为正向传输系数；当输人端(port1)处于匹配状态(a1-0)时，Sa为输出端的反 射系数，S2为反向传输系数。 S参量描述端口网络（器件）特性的方法如下：输入信号入射到器件，器件向外部散射 116
— １１６ — 和传输特性. (２)散射参量. 与入射波、反射波和传输波相关的端口网络参量称为散射参量(S 参量),S 参量是由 归一化入射波电压(功率)和归一化反射波电压(功率)来定义的(参见实验２Ｇ３);而端口网 络的阻抗参量、混合参量、转移参量等均是以端口处的归一化电压和电流定义的.微波频 段的归一化入射波电压和归一化反射波电压比端口处的归一化电压和电流更容易测量, 因此在微波领域广泛应用S 参量来测量分析微波网络特性. S 参量类似于反射和传输特性.S 参量在数学表达上是一个矩阵形式,散射矩阵元 素Sii表示在第i端口输入激励信号、其余端口均接匹配负载时第i端口上的电压反射系 数,Sij表示在第j端口输入激励信号、其余端口均接匹配负载时第j端口到第i端口的电 压传输系数. 复杂的微波系统可看作若干个简单双端口网络的耦合,一个双端口网络的信号流图 如图２Ｇ６Ｇ１所示,在双端口被测器件(deviceundertest,DUT)的端口１(port１)输入激励 信号(入射功率波)a１,被该端口反射的信号成为端口１输出信号(出射功率波)b１的一部 分;a１的其余信号经双端口网络(被测器件)传输到端口２(port２),成为端口２输出信号 b２的一部分.同理,在端口２输入激励信号a２,被该端口反射的信号成为端口２输出信号 b２的一部分;a２的其余信号经被测器件传输到端口１,成为端口１输出信号b１的一部分. 图２Ｇ６Ｇ１ 双端口网络的信号流图 线性双端口网络的输出信号b１和b２与输入信号a１和a２之间关系的矩阵形式表达 式为: b１ b２ æ è ç ö ø ÷ ＝ S１１ S１２ S２１ S２２ æ è ç ö ø ÷ a１ a２ æ è ç ö ø ÷ (２Ｇ６Ｇ１) 式中,参量S１１,S１２,S２１,S２２组成散射参量S,也称散射矩阵S,即 S＝ S１１ S１２ S２１ S２２ æ è ç ö ø ÷ (２Ｇ６Ｇ２) 根据S 参量的定义,当输出端(port２)处于匹配状态(a２＝０)时,S１１为输入端的反射 系数,S２１为正向传输系数;当输入端(port１)处于匹配状态(a１＝０)时,S２２为输出端的反 射系数,S１２为反向传输系数. S 参量描述端口网络(器件)特性的方法如下:输入信号入射到器件,器件向外部散射
微波测量技术实验第2章 出可测量的物理量：对相同的输入信号，不同特性的器件可测出不同幅值和相位的散射信 号物理量，反映出器件的不同散射程度，议种不同的散射程度就可用来描林器件的特性。 这些可测量的物理量通常为入射电压、反射电压、传输电压等。S参量的表达方法已成为 一种非常有用的电气模型，S参量作为表征无源网络特性的一种模型，在微波网络仿直分 析中常用S参量来代表无源网络。在测量、建模和设计多个器件的复杂微波系统中，器 件的S参量特性起着关键的作用。矢量网络分析仪能方便快捷地测出被测器件的S参 量，并用于微波网络分析的建模计算。在矢量网络分析测量中，S参量的幅值常用分贝值 (B)来表示，常用横坐标为频、纵坐标为幅度或相位的S参量图来表示S参量随信号 顺率的变化关系。 2。失量网络分析仪的基本组成结构和工作原理 (1)矢量网络分析仪的基本组成结构。 典型双端口矢量网络分析仪的基本组成结构和信号流如图2-6-2所示，其主要由合成 扫顺信号源、信号分离装置、幅相接收机以及测量信号处理与控制显示四部分组成。 信号分离装置模块 幅相接枚机颜块 端口可 测量信号接收机] 定向合器，功分配器 参考信号按收机□ 被测 换向开关 定向耦合功分配器 参考信号接收机2 箱口2 b 测量信号接收机回 块 图2-62典型双端口矢量网络分析仪的基本组成结构和信号流框图 矢量网络分析仪广“泛采用的合成扫顿信号源一般包括顿率基准振荡器、本振信号振 荡器和扫频信号发生器等，具备频率扫描和功率扫描功能。扫频信号发生器提供被测器 件的输入激励信号，被测器件的颗率响应酒过信号源扫烦确定。 信号分离装置主要由功率分配器和定向耦合器组成，通常也称为S参量测量装置 用于完成对被测器件输人信号、反射信号和传输信号的分离提取。功率分配器将信号源 产生的信号分为两路：一路作为参考信号，发送给幅相接收机：另一路作为激励信号，通过 定向就合器传输到被测器件，产生的反射信号和传输信号经过定向属合器分离，发送给信 号幅相接收机。 为了具有良好的测量精度、动态范围和测量速度，高性能矢量网络分析仪普遍采用调 谐幅相接收机。调谐幅相接收机主要由取样/混频器、中频处理以及数字信号处理等部分 组成，用于将接收到的微波（射颖）信号转换为较低顿率的信号，并保持信号原有的幅度和 相位不变，实现对参考信号、反射信号、传输信号的幅度和相位参数的精确测量分析。 现代矢量网络分析仪具有功能强大的测量信号处理与控制显示模块，该模块主要有 嵌人式计算机、测量控制单元和数据处理显示单元等，能够实现测量结果的合格判断、极 限判断、图文显示、多种标记、文件存取，时域转换、参量变换等功能。 -117
— １１７ — 出可测量的物理量;对相同的输入信号,不同特性的器件可测出不同幅值和相位的散射信 号物理量,反映出器件的不同散射程度,这种不同的散射程度就可用来描述器件的特性. 这些可测量的物理量通常为入射电压、反射电压、传输电压等.S 参量的表达方法已成为 一种非常有用的电气模型,S 参量作为表征无源网络特性的一种模型,在微波网络仿真分 析中常用S 参量来代表无源网络.在测量、建模和设计多个器件的复杂微波系统中,器 件的S 参量特性起着关键的作用.矢量网络分析仪能方便快捷地测出被测器件的S 参 量,并用于微波网络分析的建模计算.在矢量网络分析测量中,S 参量的幅值常用分贝值 (dB)来表示,常用横坐标为频率、纵坐标为幅度或相位的S 参量图来表示S 参量随信号 频率的变化关系. ２．矢量网络分析仪的基本组成结构和工作原理 (１)矢量网络分析仪的基本组成结构. 典型双端口矢量网络分析仪的基本组成结构和信号流如图２Ｇ６Ｇ２所示,其主要由合成 扫频信号源、信号分离装置、幅相接收机以及测量信号处理与控制显示四部分组成. 图２Ｇ６Ｇ２ 典型双端口矢量网络分析仪的基本组成结构和信号流框图 矢量网络分析仪广泛采用的合成扫频信号源一般包括频率基准振荡器、本振信号振 荡器和扫频信号发生器等,具备频率扫描和功率扫描功能.扫频信号发生器提供被测器 件的输入激励信号,被测器件的频率响应通过信号源扫频确定. 信号分离装置主要由功率分配器和定向耦合器组成,通常也称为S 参量测量装置, 用于完成对被测器件输入信号、反射信号和传输信号的分离提取.功率分配器将信号源 产生的信号分为两路:一路作为参考信号,发送给幅相接收机;另一路作为激励信号,通过 定向耦合器传输到被测器件,产生的反射信号和传输信号经过定向耦合器分离,发送给信 号幅相接收机. 为了具有良好的测量精度、动态范围和测量速度,高性能矢量网络分析仪普遍采用调 谐幅相接收机.调谐幅相接收机主要由取样/混频器、中频处理以及数字信号处理等部分 组成,用于将接收到的微波(射频)信号转换为较低频率的信号,并保持信号原有的幅度和 相位不变,实现对参考信号、反射信号、传输信号的幅度和相位参数的精确测量分析. 现代矢量网络分析仪具有功能强大的测量信号处理与控制显示模块,该模块主要有 嵌入式计算机、测量控制单元和数据处理显示单元等,能够实现测量结果的合格判断、极 限判断、图文显示、多种标记、文件存取、时域转换、参量变换等功能
物理实验教程 一近代物理实验 (2)矢量网络分析仪的基本工作原理 矢量网铬分析仪最基本的测量功能就是通过测量端口网络（被测器件）的输入信号、 反射信号和传输信号来测量端口网络的S参量。信号源在固定功率电平上进行扫颜测 量时，可测S参量；而在固定频率上进行功率扫描测量时，可测放大器的增益压缩(gai compression)和调幅(amplitude modulation,AM)、调相(phase modulation,PM)转换 利用这些测量功能可确定线性和简单非线性器件的电气性能。 ①双端口网络散射参量的测量。 矢量网络分析仪的信号流如图2-6-2所示，双端口网络（被测器件）的端口2处于匹配 状态时，信号源产生的高频信号由功率分配器分为激励信号和参考信号，激励信号经定向 银合器输入被侧器件（双岩口网络）的浩口1，产生的反射信号b,经定向耦合器分离后传 输给幅相接收机：通过被测器件的输出信号b,经端口2由定向耦合器分离后传输给幅相 接收机：参考信号作为被测器件的输入信号a1,直接传输给幅相接收机：输入信号α1和反 射信号b,经信号处理后测出器件散射参量S,的幅值和相位，输入信号α，和输出信号b2 经信号处理后测出器件散射参量S的幅值和相位。同理，被测器件的端口1处于匹配状 态时，可测出器件散射参量S#和Sz的幅值和相位 ②双端口网络反射特性参量的测量。 矢量网络分析仪测出器件散射参量S1(S:)的幅值和相位后，通过数据处理分析还 可给出描述被测器件反射特性的一些其他参量，如反射系数、驻波比、输入阻抗、回波损 耗梦 反射系数Γ为： (T-Su (2-6-3) T,=S 式中，厂，为被测器件的端口2处于匹配状态时端口1的复反射系数，厂：为端口1处于匹 配状态时端口2的复反射系数。在微波工程中复反射系数也常用幅值和相位表示为： r-Irl∠g-Irle 1=S=lTl∠p1=lTle (2-6-4) r2=Sz=lrzl∠9：=Irzle 式中，P川为反射系数的幅值，∠为相位角j为虚数单位。 输人阻抗(input impedance)Z为： (2-6-5) 式中，Z。为被测器件的特性阻抗，取决于器件的物理尺寸和制作材料的介电常数，标准特 性阻抗Z。通常是50n或75Ω的实数阻抗：Z为被测器件输人端口的复输入阻抗。器件 输出端口的输入阻抗也称输出阻抗(output impedance)。 被测器件输入端口的驻波比ρ为： (2-6-6) -118-
— １１８ — (２)矢量网络分析仪的基本工作原理. 矢量网络分析仪最基本的测量功能就是通过测量端口网络(被测器件)的输入信号、 反射信号和传输信号来测量端口网络的S 参量.信号源在固定功率电平上进行扫频测 量时,可测S 参量;而在固定频率上进行功率扫描测量时,可测放大器的增益压缩(gain compression)和调幅(amplitudemodulation,AM)、调相(phasemodulation,PM)转 换. 利用这些测量功能可确定线性和简单非线性器件的电气性能. ① 双端口网络散射参量的测量. 矢量网络分析仪的信号流如图２Ｇ６Ｇ２所示,双端口网络(被测器件)的端口２处于匹配 状态时,信号源产生的高频信号由功率分配器分为激励信号和参考信号,激励信号经定向 耦合器输入被测器件(双端口网络)的端口１,产生的反射信号b１经定向耦合器分离后传 输给幅相接收机;通过被测器件的输出信号b２经端口２由定向耦合器分离后传输给幅相 接收机;参考信号作为被测器件的输入信号a１,直接传输给幅相接收机;输入信号a１和反 射信号b１经信号处理后测出器件散射参量S１１的幅值和相位,输入信号a１和输出信号b２ 经信号处理后测出器件散射参量S２１的幅值和相位.同理,被测器件的端口１处于匹配状 态时,可测出器件散射参量S２２和S１２的幅值和相位. ② 双端口网络反射特性参量的测量. 矢量网络分析仪测出器件散射参量S１１(S２２)的幅值和相位后,通过数据处理分析还 可给出描述被测器件反射特性的一些其他参量,如反射系数、驻波比、输入阻抗、回波损 耗等. 反射系数Γ 为: Γ１＝S１１ {Γ２＝S２２ (２Ｇ６Ｇ３) 式中,Γ１ 为被测器件的端口２处于匹配状态时端口１的复反射系数,Γ２ 为端口１处于匹 配状态时端口２的复反射系数.在微波工程中复反射系数也常用幅值和相位表示为: Γ＝|Γ|∠φ＝|Γ|ejφ Γ１＝S１１＝|Γ１|∠φ１＝|Γ１|ejφ１ Γ２＝S２２＝|Γ２|∠φ２＝|Γ２|ejφ２ ì î í ï ï ï ï (２Ｇ６Ｇ４) 式中,|Γ|为反射系数的幅值,∠φ 为相位角,j为虚数单位. 输入阻抗(inputimpedance)Z 为: Z＝ １＋Γ １－Γ Z０ (２Ｇ６Ｇ５) 式中,Z０ 为被测器件的特性阻抗,取决于器件的物理尺寸和制作材料的介电常数,标准特 性阻抗Z０ 通常是５０Ω 或７５Ω 的实数阻抗;Z 为被测器件输入端口的复输入阻抗.器件 输出端口的输入阻抗也称输出阻抗(outputimpedance). 被测器件输入端口的驻波比ρ为: ρ＝ １＋|Γ| １－|Γ| (２Ｇ６Ｇ６)