微波与射频技术实验--1

1、 蒋鸿雁 电磁辐射作业场所微波辐射卫生标准 GB 10436-89（300MHz300GHz）以脉冲调制的微波简称为脉冲波，不用脉冲调制的连续振荡的微波简称连续波。2 类别类别 时间时间一日一日8小时小时小于或大于小于或大于8小时小时连续波连续波平均功率密度平均功率密度5050W/cm2日剂量不超过日剂量不超过400400Wh/cm2脉冲波脉冲波(固定辐射固定辐射)；平均功率密度平均功率密度2525W/cm2日剂量不超过日剂量不超过200200Wh/cm2肢体局部辐射肢体局部辐射( (不区分连续波和脉冲波不区分连续波和脉冲波) 500500W/cm2日剂量不超过日剂量不超过40004000Wh

2、/cm2短时间暴露短时间暴露最高功率密度的限制最高功率密度的限制当需要在大于当需要在大于1mW/cm2辐射强度的环境中工作时，除按日剂量容许辐射强度的环境中工作时，除按日剂量容许强度计算暴露时间外，还需使用个人防护，但操作位最大辐射强度强度计算暴露时间外，还需使用个人防护，但操作位最大辐射强度不得大于不得大于5mW/cm2。电磁辐射（EMF）已经证实：高强度微波电磁辐射通过“致 热效应”引起机体的健康危害尚待证实：长期低强度微波电磁辐射是否 对人体产生伤害电磁辐射源：移动通讯设备（终端、基站） 家用电器 广播电视 。3微波实验微波测量的意义 微波理论 设计仿真 优化 设计指标 仿真 制作 测量

3、4微波实验主要内容熟悉所用的仪器：微波三厘米波导系统、信号源、示波器、选频放大器、微瓦功率计；实验时实验时必须必须注意注意信号源开启后不要关闭，实验信号源开启后不要关闭，实验完成完成后后再再关闭；关闭；眼睛不要直接看眼睛不要直接看与信号源与信号源连接的波导连接的波导腔体腔体。5微波实验三厘米波导测量线 检测三厘米波段的波导中的驻波分布波导波长电压驻波系数（波导元件、波导系统的）输入阻抗（波导元件、波导系统的）相移（波导元件、波导系统）6微波实验三厘米波导测量线主要技术指标(1) 工作频率范围：8.212. 4 GHz(2) 合成电压驻波系数：1.03(3) 探针插入波导深度：1.5 mm(4)

4、 探头行程：95 mm7微波实验三厘米波导测量线仪器的工作原理和结构 结构：开槽波导+不调谐（可调谐）探头+滑架。调谐探头取样开槽波导中的场，探头上接的检波器的输出送到显示装置，显示沿波导轴线的电磁场变化信息。测量线开槽位于波导宽边的正中央，平行于波导轴线，不切割高频电流，对波导内的电磁场分布影响很小。 8微波实验仪器的认识与操作首先熟悉这些仪器设备波导测量线标准信号发生器（通过测量信号发生器的工作模区熟悉信号发生器和微瓦功率计）微瓦功率计选频放大器9微波实验仪器的认识与操作将三厘米波导测量线的终端接短路板，测量线的输出接到示波器或选频放大器，滑动探针，观察指示器上信号的变化10一、认识各种矩

5、形波导一、认识各种矩形波导矩形波导定义 通常将由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气的规则金属波导称为矩形波导，它是微波技术中的最常用的传输系统之一。特点 在规则波导中导行波的传播速度要比在无界空间媒质中的传播速度快。11二、三厘米波导系统的组成元器件三厘米波导系统的组成元器件波导同轴转换接头：驻波比小于等于1.05，匹配负载驻波比小于等于1.05隔离器：微波信号只能从一个方向向另一个方向进行传输，不能反方向流动。可变衰减器，最大衰减量小于30dB（在8.2 GHz 、10 GHz 、12.4GHz时）PX16频率计，频率范围：8.212.4GHz三厘米测量线 频率范围：8.212.4GHz，

6、波导的截面尺寸为22.86*10.16mm，法兰为平面型，用螺钉连接12【实验器材】信号源衰减器频率计三厘米波导测量线示波器选频放大器功率计短路板可调短路器匹配负载13实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率频率（波长）的测量是微波的基本测量之一。14vvTfrrcv 实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率波长测量是长度的测量，而频率是时间的测量对于稳定情况，电磁波的频率是常数，而波长与相速有关，即与电磁波传播的媒质、传播的波形、传输系统的尺寸等有关，波长的测量则受到机械量具精度的限制。频率是反映电磁波特性的物理量（它与传播条件无关

7、），且频率的测量可以得到较高精确度，在微波波段可以达到 Hz以上。151010实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率16实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率圆柱形谐振式波长计通常为“吸收式”的，即圆柱腔通过波导宽边小孔馈电，当信号频率远离空腔谐振点时，没有能量被吸收，而当波长计调谐到与信号频率谐振时，谐振腔吸收能量，波导输出能量相应减少，晶体检波器的输出指示为最小，其电路结构与谐振曲线如图：17实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率18实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的

8、工作频率有时PX16频率计对于较小的信号其吸收情况很不明显，这时可以适当加大信号源的输出功率。19实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率20实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率【实验步骤】将衰减器调节到衰减比较大的位置；打开信号源，调制方式置于方波调制方式；将三厘米波导测量线的检波输出接到示波器，调节衰减器，使示波器上有适当的方波信号；缓慢调节频率计，仔细观察示波器上的方波的变化。当方波信号突然变小，此时，频率计上的读数就是微波信号源的工作频率，记录频率计的读数，随即失谐频率计。21实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频

9、率计测量信号源的工作频率22频率计的读数：9.154GHz实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率三厘米波导检波输出换接选频放大器：缓慢调节频率计，观察选频放大器的输出，当输出突然变小，此时频率计上的读数就是微波信号源的工作频率，记录频率计的读数，随即失谐频率计。三厘米波导检波输出换接选功率计：将功率计与三厘米波导相连，调节衰减器，使功率计上有适当的输出，缓慢调节频率计，观察功率计的输出，当输出突然变小，此时频率计上的读数就是微波信号源的工作频率，记录频率计的读数，随即失谐频率计。23实验一实验一 用频率计测量信号源的工作频率用频率计测量信号源的工作频率将以上测量结果填写进下面表格（可以自制表格）：24指示器输出指示器输出频率计未谐振频率计未谐振时时读数读数频率计谐振频率计谐振时时读数读数信号源的频率信号源的频率示波器选频放大器功率计有趣的实验测微波炉工作时泄漏的微波功率测量微波炉工作时泄漏的微波功率。因为微波炉的工作频率是2.4GHz，如使用1G频谱分析仪，则需要用到频率扩展器。频率扩展器的原理：25实验报告要求1、画出三厘米波导测量线波导内场的分布；2、测量并给出信号发生器的工作模区；3、使用频谱分析仪测量微波炉工作时泄露的微波信号;4、记录用频率计测量信号源的工作频率。26查阅资料：国内三家移动营运商3G、