天线测量第二章ppt课件.ppt

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1、阻抗测量阻抗测量单端口的微波元件天线的电路特性测量可以直接应用微波测量的各种方法阻抗测量方法谐振法测量天线输入阻抗比较法待测天线阻ZA抗接入ab点将信号源调到测试频率；闭合开关K2调节标准电感L0或标准电容C0，使电路谐振，此时电流指示I2最大记下标准电抗数值X1及电流值I2断开K2，闭合K1，此时电路失谐；重新调节标准电感L0或标准电容C0，使电路谐振调整标准电阻R0，是I2任保持先前数值记下此时的标准电抗值X2及电阻值R2RA=R2XA=⊿X=X2-X1保持信号源输出恒定谐振法测量天线输入阻抗Q表法在Q表的1﹑2端接入标准电感L0调节Q表的电容C使回路谐振；记下此时的电容量C

2、1和回路品质因素Q1将待测天线阻抗ZA于C相并联接入电路在相同频率下，将回路再次调到谐振记下此时的电容量C1和回路品质因素Q1谐振法测量天线输入阻抗综合法将开关K置于1’位置，使待测天线阻抗ZA接入电路调节Q表的电容C,使回路在测试频率上谐振记下此时的回路品质因素Q1将开关位置转换到2’，从而断开待测天线阻抗ZA，接入标准阻抗(R0,C0,L0)调节标准阻抗，使回路重新谐振，并得到与先前相同的品质因素Q1或电桥法测量天线输入阻抗电桥是用比较法测量物理量的电磁学基本测量仪器，电桥的种类很多，测量中等阻值（10～106欧姆）的电阻要用惠斯登单臂电桥进行测量；若要测量更大阻值的电阻，一

3、般采用高电阻电桥或兆欧表；而要测量阻值较小的电阻，一般采用双臂电桥（开尔文电桥）。电桥准确度高、稳定性好，所以被广泛用于电磁测量、自动调节和自动控制中。惠斯登单臂电桥是最基本的直流单臂电桥。在测量电阻及其它电学实验时，经常会用到一种叫惠斯通电桥的电路，很多人认为这种电桥是惠斯通发明的，其实，这是一个误会，这种电桥是由英国发明家克里斯蒂在1833年发明的，但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻，所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥。开尔文电桥又称“双臂电桥”。测量10^(-6)~10^2欧姆低电阻的直流电桥。1862年英国的W.汤姆孙在研究利用单比电桥测量小电阻遇到困难时，发现引

4、起测量产生较大误差的原因是引线电阻和连接点处的接触电阻。这些电阻值可能远大于被测电阻值。因此,他提出了的桥路，被称为汤姆孙电桥。后因他晋封为开尔文勋爵，故又称开尔文电桥。引线电阻、接触电阻及内部连线电阻所测电阻值可低到毫欧级或更小。根据双比电桥原理又发展出史密斯电桥，三平衡电桥和四跨线电桥等，使得采用桥路测小电阻的理论与实践臻于完善。电桥法测量天线输入阻抗电桥：由首尾相联四个阻抗构成，其对角端分别为供桥电源和输出端的测量电路。电桥的作用：把电阻、电感或电容的变化量转换为电压或电流量，以供后续电路测量记录。UU0R1R2R3R4电桥法测量天线输入阻抗ac端：供桥电源端1．直流电桥d

5、cabUU0R1R2R3R4bd端：输出端—接入输入电阻较大的仪表或放大器，因此电桥的输出端可看成开路。电桥法测量天线输入阻抗直流电桥的平衡条件根据电工学理论，输出电压为：电桥平衡：b、d点电位相等，输出U0为0。直流电桥平衡条件：或对臂电阻的乘积相等，或邻臂电阻之比相等。平衡条件与电源电压无关。dcabUU0R1R2R3R4电桥法测量天线输入阻抗交流电桥的电路与直流电桥相同，但在电路具体实现上与直流电桥有两点不同：交流电桥（1）供桥电源是高频交流电源；（2）交流电桥的桥臂可以是纯电阻，也可以是含有电容、电感的交流阻抗。dcabUU0Z1Z2Z3Z4~电桥法测量天线输入阻抗交流电

6、桥的平衡条件：其中，Z为各桥臂的复阻抗：纯电阻时电流与电压同相位：φ=0；电感性阻抗：φ＞0；电容性阻抗：φ＜0。│Z│或Z0为复阻抗的模φ为复阻抗的阻抗角，是各桥臂电流与电压之间的相位差。dcabUU0Z1Z2Z3Z4~电桥法测量天线输入阻抗将复阻抗代入，可得：上式成立必须同时满足以下条件：幅值平衡条件相位平衡条件交流电桥平衡必须满足幅值平衡条件和相位平衡条件，即相对两臂阻抗之模的乘积相等，它们的阻抗角之和也必须相等。电桥法测量天线输入阻抗对两种特例进行分析：（1）交流电桥四个桥臂中有两相邻桥臂，若1、2桥臂为纯电阻，则：φ1=φ2=0，根据平衡条件对相位的要求，必须使φ3=φ

7、4，这说明电桥的另外两个桥臂必须具有同性的阻抗，如容抗或感抗。14321234电桥法测量天线输入阻抗（2）交流电桥四个桥臂中有两对边桥臂，若1、3桥臂为纯电阻，则φ1=φ3=0，根据平衡条件对相位的要求，其它两个对边桥臂必须具有异性的电抗，如一边为容抗，则另一边应为感抗，这样才能符合φ2=-φ4的要求。1432电桥法测量天线输入阻抗电容电桥的平衡条件：根据平衡条件，有：R1、R4可视为电容介质损耗的等效电阻电桥法测量天线输入阻抗令上式的实部和虚部分别相等，则得平衡条件：可知：要使