一、系統描述

   JH3002-3G微波綜合實驗系統是主要面向高等院校通信工程、電子工程、電磁場與微波技術等電子信息類專業開設《微波技術》、《射頻與微波電路》、《天線與電波傳播》、《微波通信》、《微波測量》、等課程的課內實驗及課程設計、集中綜合性實驗、畢業設計等而研發生產的。該教學系統通過先進的三代通信（3G）微波部分原理樣機系統再現了微波信號的產生、變換、濾波、傳輸、放大、發射、接收等過程。其模塊化、系統化的特點，兼顧理論驗証性與工程設計，解決學生們學習理論課的困難，並盡最大可能培養他們對微波電路系統的設計及綜合調試、測試能力。就業市場的競爭日趨激烈，對於學生設計能力的要求也越來越高。該系統採用以驗証性、測試性實驗為基礎，設計性、綜合性及研究創新性實驗為進階的實驗教學改革思路是大勢所趨，符合高等教育對實踐教學環節的最新要求。

    一般來說微波實驗室投資巨大，如何進行資源的合理利用，如何使得投資最大限度的發揮作用，是高校實驗室建設的出發點。在本系統實驗教學方法和手段上，本科生的微波實驗室宜配置部分國產頻譜分析儀（帶跟蹤源、反射電橋選件用於傳輸和反射特性測量），如條件許可再配至少一套國產矢量網絡分析儀（帶方向圖測量系統選件）進行模塊及系統S參數綜合測試。同時最好配備計算機並安裝微波電路仿真設計軟件，從仿真的角度培養學生的分析、設計能力。以各單元模塊的設計、製作、調試為基礎慢慢到系統集成、系統綜合層面上，讓學生逐步建立起微波系統的概念，並能夠在系統的層面上來設計、分析、製作、調試。這樣其效果和影響就遠遠超越原先傳統單純的單元式、驗証性微波實驗了。

二、實驗內容介紹

實驗一  矢量網絡分析儀、頻譜分析儀應用

1、瞭解矢量網絡分析儀、頻譜分析儀的重要性及其基本原理和測試方法。

2、用矢網測量幾種單、雙端口無源器件、有源器件的輸入、輸出特性，主要測量反射參數和傳輸參數。

3、用頻譜分析儀測量信號的頻譜特性，測量信號的頻率、功率、頻譜分量、相位噪聲等指標。

實驗二   常用微波仿真設計軟件的熟悉使用

1、常用微波仿真設計軟件簡介。

2、熟悉仿真軟件的界面、功能及基本操作、應用。

3、通過幾個典型的仿真練習瞭解應用微波設計軟件的仿真設計分析方法。

實驗三  傳輸線理論

1、瞭解基本傳輸線、微帶線的特性。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解微帶線的特性。

3、利用微波設計軟件進行基本傳輸線和微帶線的電路設計和仿真分析。

實驗四   匹配理論

1、瞭解基本的阻抗匹配理論及阻抗變換器的設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解匹配電路的特性。

3、學會使用微波設計軟件進行相關電路的設計和仿真，分析結果。

實驗五   微帶天線

1、瞭解天線的基本原理與微帶天線的設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解微帶天線的特性。

3、學會使用微波設計軟件進行微帶天線的設計和分析。

實驗六   微波濾波器

1、瞭解基本濾波器的設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解濾波器的特性。

3、學會使用微波設計軟件對濾波器的設計和仿真，並分析結果。

實驗七   微波放大鏡

1、瞭解微波放大鏡的基本原理與設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解放大鏡的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波放大鏡的設計和仿真，並分析結果。

實驗八  微波上變頻器

1、瞭解微波上變頻器的基本原理與設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解微波上變頻器的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波上變頻器的設計和仿真，並分析結果。

實驗九   微波下變頻器

1、瞭解微波下變頻器的基本原理與設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解微波下變頻器的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波下變頻器的設計和仿真，並分析結果。

實驗十   微波鎖相源

1、瞭解微波鎖相源的基本原理與設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解微波鎖相源的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波鎖相源的子模塊進行設計和仿真，並分析結果。

實驗十一   微波發射機

1、瞭解微波發射機的基本結構與主要設計參數。

2、利用實驗模塊的實際測量瞭解微波發射機的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波發射機的幾種結構做行為級仿真分析。

實驗十二   微波接收機

1、瞭解微波接收機的基本結構與主要設計參數。

2、利用實驗模塊的實際測量瞭解微波接收機的。

3、學會使用微波設計軟件對微波接收機的幾種結構做行為級仿真分析。

實驗十三   微波壓控振盪器

1、瞭解變容二極管的基本原理與微波壓控振盪器的設計方法。

2、利用實驗模塊的實際測量瞭解微波壓控振盪器的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波壓控振盪器的設計、仿真分析。

實驗十四  史密斯圓圖分析與應用

1、瞭解史密斯圓圖的原理和作用。

2、學會使用史密斯圓圖分析問題。

實驗十五   微波功率衰減器

1、瞭解微波功率衰減器的原理及基本設計方法。

2、利用實驗模塊實際測量以瞭解微波功率衰減器的特性。

3、學會使用微波設計軟件功率衰減器的設計、仿真分析。

實驗十六   微波功率分配器

1、瞭解微波功率分配器的原理及基本設計方法。

2、用實驗模塊實際測量以瞭解微波功率分配器的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波功率分配器進行設計和仿真，並分析結果。

實驗十七   微波定向耦合器

1、瞭解微波定向耦合器的原理及基本設計方法。

2、用實驗模塊實際測量以瞭解微波定向耦合器的特性。

3、學會使用微波設計軟件對微波定向耦合器進行設計和仿真，並分析結果。

三、系統特色介紹

1、因應射頻（RF）和微波的快速發展，微波綜合實驗系統的頻率設定在三代通信的中心頻率2GHz左右，系統相關模塊的設計、調試都圍繞熱門的三代通信頻段。學生們在熟悉、瞭解和精通后非常有利於將來儘快找到專業對口的工作崗位並很快適應。因此系統有助于提升高校的專業辦學水平，同時也有助于提高學生的就業成功率。

2、考慮到高等教育在實踐環節設計性、綜合性及研究創新性的最新要求，我們的綜合實驗系統本身就是按三代通信微波部分原理樣機設計的。因此各單元模塊可以進行傳統的單元式、驗証性實驗，同時也加強單元模塊的設計性要求，配以詳細的仿真設計教程。而且各單元模塊的技術指標都是按系統的要求分解而來的，系統的行為級仿真設計及實現使得各單元連在一起就組成了發射機和接收機，系統能高質量的傳輸一路圖像和一路語音。無需另外 再配專用的、上購的集成式、一體化的圖像或聲音傳輸系統，因為這樣很難從原理上體現系統性、綜合性、設計性。

3、相關模塊的設計考慮到管級和MMIC芯片級實現，既強調基本原理設計又兼顧實際應用。由於頻段設置的原因及當代射頻、微波設計現實要求，系統設計時大量採用分布參數及微帶電路設計，這與原先几百兆赫茲頻段的集總設計有較大不同。

4、相關模塊做成規範的腔體結構，同時考慮學生查看及測試方便，巧妙做成插拔式，實際電路板一目瞭然。同時，相關電路原理圖也彫刻在實驗箱面板上，又便於學生將原理電路圖與實際電路板元器件對照比較。達到理論和實際很好的結合。

5、各模塊相對固定放置又可以任意移動，便於做實驗及查看。

6、有源模塊供電簡便安全並帶電源指示燈。

7、相關配套測量儀器選擇國產矢量網絡分析儀（帶轉台及方向圖測試軟件）和頻譜分析儀（帶跟蹤源和反射電橋），對這些通用、基礎的專業測量儀器的熟悉、瞭解和精通非常有利於學生將來工作時能很快上手。如果一味為了表現上所謂省錢而選配一些專用、定做儀表，學生得不到規範、系統的訓練，將來工作時就不會平滑過度，很快上手。

8、相關設計全採用流行的ADS系統設計軟件，並提供相關詳細的培訓教程，加強學生的設計、研究能力。

9、附帶課件及資料豐富全面。

四、系統配套設備

    微波綜合實驗系統本身配置齊全。JH3002-3G微波綜合實驗系統，是由平面微帶矩形貼片天線陣天線（收發共兩個）、微波低噪聲放大器（一個）、微波功率放大器（一個）、微波上變頻器（一個）、微波下變頻器（一個）、微波微帶髮夾式帶通濾波器（收發共兩個）、中頻音視頻調製器（一個）、微波鎖相頻率合成器（收發共兩個）、微波壓控振盪器（一個）、微波功率分配器（一個）、微波固定功率衰減器（一套）、微波定向耦合器（一個）、微波阻抗匹配器（一套）、電源（一套）、微型攝像頭（帶微型麥克風）（一套）、LCD液晶電視接收機（一個）等共19個單元模塊組成。按發射機、接收機系統要求配置分別放在發射機、接收機兩個實驗箱中，相應的SMA連接電纜、單視頻連接電纜、電源線等一應俱全。為了最大限度的發揮微波綜合實驗系統功能，使學生能從中最大收益。我們建議在實驗室假設時相關配套設備如下。

  1、國產頻譜分析儀

廠家：深圳市安泰信電子有限公司（可選

      廠家還有固緯電子實業股份有限公司

型號：AT6030D（9KHz-3GHz）（帶跟蹤源和

  反射電橋選件）（可選型號還有GSP810）

用途：1）通常頻譜分析儀主要用來測量信號的頻譜特性，測量信號的頻率、功率、頻譜分量、相位噪聲等指標。

2）頻譜分析儀加上跟蹤尖和反射電穎選件后就可以在常規頻譜測量的基礎上又將頻譜分析儀模擬為一台標量網絡分析儀。這樣就又可以用它來測量微波部件、模塊的傳輸和反射特性。雖然這種方案其測量精度與真正的矢量網絡分析儀或標量網絡分析儀相比還是有差距的，而且只能測標量信息，不能測矢量信息，但對某些經費預算確實較緊張的學校來講，這樣的配置一套就能解決大部分測量問題。可以大大節省經費。因此這個方案未嘗不是一個較好的選擇。另外頻譜分析儀加跟蹤源選件后，在測試要求不太高時頻譜儀又可當掃頻信號源使用，這樣又可以省掉單獨配掃頻信號源的預算。

2、較矢量網絡分析儀

廠家：南京普納科技設備有限公司   型號：PNA3623（30MHz-3.2GHz）（帶轉台和方向圖測量選件）

用途：本儀器是一種輕便臺式自動網絡分析儀，能對各種單或雙端口器件的全部複數（矢量）參數進行測試與打印，適合於廣播、電視、通訊（信）、雷達等設備中的天饋系統及其它微波、射頻元器件、放大器的研發、製造、調試、驗收及運維。

另外矢量網絡分析儀也可當掃頻信號源使用。

3、計算機

廠家、型號等具體參數按政府採購要求辦。主要技術指標要求CPU主頻1.7GHz以上、內存512M以上、硬盤40G以上。它們是用來安裝微波仿真設計軟件進行仿真設計、分析、模擬。如果實驗室建設目標要求加強設計性，原則上要求配計算機。

4、JH3002-3G微波綜合實驗系統與相關配套設備的合理搭配