微波电路实验：测量变频损耗与dBm计量

《微波电路》实验讲义是电子科学与技术系的信息与通信学院提供的教学材料，由何宁和廖欣两位教师编写。本讲义主要针对微波电路实验，其中重点介绍了实验一——微波变频器变频损耗测量。 实验目的有两个：一是精确测量微波变频器在信号转换过程中的变频损耗，这是评估混频器性能的关键指标；二是让学生熟悉工程领域中常用的dBm（分贝毫瓦）这一电平计量方式，这是衡量微波功率的重要单位。 实验原理基于高频电路的基本概念，当两个不同频率的信号通过非线性器件（如二极管或三极管）进行混频时，会产生频率的线性移动，即变频。通过在中频输出端设置选频网络，可以选择所需的信号频率。混频器的性能评价包括变频损耗、噪声系数、隔离比、驻波比、频带宽度和动态范围等参数。 变频损耗L是衡量混频器效率的重要参数，与噪声系数F密切相关，两者之间可以通过特定的公式相互转化。在理想情况下，如镜像匹配条件，用公式（1-1）计算；而在其他条件下，如镜像开路或短路，可以使用公式（1-2）。此外，还讨论了如何利用插入损耗L和中频输出功率P中来计算变频损耗，以及如何通过测量中频电压VIF和电阻R来间接测量功率。 测量变频损耗的具体步骤通过如图1-1所示的方框图展示，涉及的主要设备包括本振源、信号源、功率计、定向耦合器、超高频毫伏表、滤波器等。实验设置在2000MHz频率附近，定向耦合器的作用是确保功率计测量的是信号源的实际输出功率，而非耦合端的功率。滤波器则用于选择特定的中频信号，其特性包括中心频率30MHz和带宽10MHz，插入损耗为0.336dB。 整个实验旨在通过实际操作，让学生理解微波变频器的工作原理，掌握关键参数的测量方法，并培养他们对微波电路性能评估的能力。