微波实验相关内容

2020 4 6 1 微波测量内容虽然很多 但是驻波测量 功率测量和频率测量是微波中最常测量的三个基本参量 而其他的二级参量 如Q值 衰减 介电常数 阻抗等等 的测量都可以归结到这三种基本参量的测量加以解决 2020 4 6 2 应该强调指出的是 调节匹配 是微波测试中必不可少的概念和调整步骤 任何微波系统正式工作之前 都必须把微波线路中各个部分调到匹配状态 匹配意味着微波系统处于这样一种工作状态 此时微波功率由信号向负载传输而不出现反射波 驻波比 1 2020 4 6 3 为什么通常总要把微波系统调到良好的匹配状态呢 因为在微波传输系统中 存在驻波是不好的 驻波的存在表示信号源与负载未匹配好 能量不能有效地传到负载去 使损耗增大 在大功率情况下 由于驻波的存在 在电场最大值处可能发生击穿现象 驻波的存在还会影响信号源的频率稳定 从而影响微波测量的精确度 2020 4 6 4 2020 4 6 5 驻波测量线 结构 原理 2020 4 6 6 驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器 其简单原理是 使探针在开槽传输线中移动 将一小部分功率耦合出来 经过晶体二极管检波后再由指示器指示 从而看出在开槽线中电场的分布情况 相对强度 2020 4 6 7 使用驻波测量线时要注意下列几个问题 首先 使探针在开槽波导管内有适当的穿伸度 显然 探针穿伸度过大 会影响开槽线内的场分布情况而产生误差 穿伸度太小 又会降低测量的灵敏度 探针穿伸度一般取波导窄壁高度b的5 10 其次 通过调谐装置使测量线调谐 调谐的目的是消除探针插入测量线内引起的不匹配 并使探针感应的功率有效地送至检波晶体管 2020 4 6 8 其次 注意检波晶体管的检波律 检波晶体管的检波电流I与管端电压V有关 而V与探针所在处的电场E成正比 I E满足关系式 其中q I n为常数 在小功率情况下 可以相当精确地认为n 2 即平方律检波 但在比较精确的测量中 应该对检波律进行校准 I qEn 2020 4 6 9 一 驻波系数的测量 晶体二极管检波器 在小信号时 常认为符合平方律检波 即I qEnn 2驻波系数 传输线上电场 电压 电流 的最大值与最小值之比 即 驻波系数与反射系数的模的关系 13 2020 4 6 10 直接法 适用范围 中等驻波系数 6实验装置图 2020 4 6 11 测量方法 移动测量线探针的位置 由测量放大器读出对应Emax的检波电流Imax和对应Emin的检波电流Imin 小信号时 晶体检波器为平方律检波I qE2 在不满足小信号条件时 晶体检波器的检波特性为I qEn 对晶体检波器进行定标 确定n 17 10 2020 4 6 12 二 波长和频率的测量 8 3 1波长的测量 z1 z2 z3 z4 原理 当波导中存在 反射时 波导中的波就为驻波 相邻两波节或波腹点的距离为半个波导波长 2 测量方法 平均法 等指示法 2020 4 6 13 zmin z1 z2 2 故波导波长为 g z3 z4 z1 z2 z1 z2 z3 z4 在波节两边找出测量线检波指示相同的位置z1和z2 则波节点位置为zmin即为平均值 精确度不高 此方法测量的 注 2020 4 6 14 三 用谐振式频率计测量频率 单模谐振腔的谐振频率由腔体尺寸决定 利用调谐装置 调谐活塞 改变腔体尺寸 使谐振腔的谐振频率与被测信号的频率相等 谐振 谐振式频率计有通过式和吸收式 实验室中的频率计为圆波导型 因腔体尺寸对应谐振频率 故频率计上的刻度是频率 而不是尺寸 21 2020 4 6 15 1 通过式频率计 未知频率信号源 谐振曲线 原理 当信号频率与频率计的谐振频率一致时 通过频率计的信号最大 选频放大器的指示I0最大 方法 仔细旋转频率计的调谐活塞 当I0达到最大时频率计上指示的频率读数即为被测信号的频率 2020 4 6 16 2 吸收式频率计 未知频率信号源 隔离器 可变衰减器 晶体检波器 选频放大器 频率计 原理 当谐振腔的谐振频率与信号源频率相等