实验5 阻抗匹配

亚美微波 YAMEI MICROWAVE 23 实验五实验五 阻抗调配阻抗调配 一 实验目的和要求一 实验目的和要求 微波测量 传输 系统中 经常引入不同形式的不连续性 以构成元件或 达到匹配的目的 前面实验中已对 E H 面阻抗调配器和晶体检波器进行了描述 和实验 本实验要求熟悉单分支阻抗匹配器的工作原理 掌握利用单螺钉阻抗 调配器调匹配的方法 二 实验内容二 实验内容 利用波导单螺钉阻抗调配器对原来未达到匹配状态 短路 的负载阻抗进 行调匹配 使驻波比达到 1 05 时 即可认为基本上达到了匹配状态 三 实验原理三 实验原理 1 阻抗匹配的基本概念 1 1 阻抗匹配的定义 对均匀无耗长线 当沿线电压反射系数等于零 0 时 即处于阻抗匹 配状态 1 2 满足阻抗匹配状态的几个等价条件 归一化负载阻抗等于 1 归一化负载导纳等于 1 沿线输1 L Z1 L Y 入阻抗处处等于特性阻抗 沿线驻波比等于 1 1 1 3 阻抗匹配的物理特征 当系统处于阻抗匹配状态时 信号源馈入传输线的功率无反射 全部被负 载吸收 信号的传输效率达到 100 是微波传输的理想状态 2 波导单螺钉阻抗调配器的工作原理和结构 2 1 单螺钉调配器 当一销钉从波导宽壁插入但并不对穿时 销钉中将有电流流过 销钉端部 将集中一些电荷 因而将在波导中引入一定的电纳 其电纳性质与其插入波导 深度有关 当时 在端部集中的电荷是主要的 因而电纳为容性 随h4 h 亚美微波 YAMEI MICROWAVE 24 着销钉插入深度 h 变大 其磁场能迅速增加 当时 销钉附近的电 磁4 h 能平衡 销钉的电纳性质消失 这时可等效为一电容 电感串联谐振回路 波 导被短路 当时 这时通过销钉的电流的作用是主要的 因而电纳为感4 h 性 销钉越粗容纳越大 电感量越小 它常用来构成阻抗调配器 因而销钉常 做成螺钉 便于调节 为了避免螺钉插入深度过深 造成元件功率容量降低或 短路 一般限制 4 h 图九 给出了单螺钉调配器的示意图 图 及原理图 图 螺钉调配 器的原理与支节匹配的原理是相同的 而且单螺钉 双螺钉 三螺钉调配器的 原理与单 双 三支节调配器都有对应的优缺点 不同的是螺钉调配器的螺钉 一般引入的是正电纳 螺钉调配器用起来更方便 图九 螺钉调配器原理图 2 2 波导单螺钉阻抗调配器由宽面中间开纵缝的 BJ 100 型 矩形波导与一个 位置和深度均可调节的金属螺钉构成 它属于单分支阻抗调配器 调节单螺钉 调配器的滑座是用来改变支节点的位置 d 调节螺钉的上下深浅位置 h 来 进行导纳补偿 达到匹配的目的 四 实验步骤四 实验步骤 1 在测量线输出端连接单螺钉调配器 单螺钉调配器后接短路片 2 信号源置于 方波工作状态 3 将可变衰减器顶端衰减旋钮顺时针转动到指示值大于 15dB 增大回路衰减 起到源和负载系统的隔离作用 4 调节单螺钉调配器的滑座 找到波腹点 选择选频放大器的 分贝 开关和 hjB d d YL 亚美微波 YAMEI MICROWAVE 25 调节 增益 电位器 使表针指示在满度的的位置 3 2 2 1 4 实验者可以右手调节单螺钉调配器的滑座 左手移动测量线的滑座 单螺钉 调配器的改变应使测量线获得的波腹点值不断下降 6 实验者右手调节螺钉位置旋钮 调节螺钉的深浅 右手移动测量线的滑座 目的同样是使波腹点在选频放大器的指示值不断下降 7 重复步骤 5 6 调谐的过程中驻波比应不断地下降 直至驻波比 1 05 此时可认为利用单螺钉调配器的调配 使系统的反射变小 达到匹 配 即选频放大器表头指示值的最大值与最小值