微波测量系统的使用和波导波长与晶体检波器的校准测量

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1、北京邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验内容：微波测量系统的使用和波导波长与晶体检波器的校准测量学院：电子工程学院班级：2014211202执笔者：组员：2017年3月25日目录实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量11.实验内容11.1实验目的11.2实验原理11.3实验设备21.4实验步骤42.实验数据与分析62.1实验测量数据62.2理论分析62.3实验分析62.4误差分析73.实验心得与体会7实验二波导波长的测量81.实验内容81.1【方法一】两点法81.2【方法二】间接法102.实验

2、步骤112.1晶体检波率公式计算152.2误差分析152.3间接法测量波导波长163.思考题164.实验总结17实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量1.实验内容1.1实验目的1.学习微波的基本知识；2.了解微波在波导中传播的特点，掌握微波基本测量技术；3.学习用微波作为观测手段来研究物理现象。1.2实验原理测量微波传输系统中电磁场分布情况，测量驻波比、阻抗、调匹配等，是微波测量的重要工作，实验系统主要的工作原理如下图：201.3实验设备1.晶体检波器微波测量中，为指示波导（或同轴线）中电磁

3、场强度的大小，是将它经过晶体二极管检波变成低频信号或直流电流，用电流电表的电流1来读数的。从波导宽壁中点耦合出两宽壁间的感应电压，经微波二极管进行检波，调节其短路活塞位置，可使检波管处于微波的波腹点，以获得最高的检波效率。2.波导管本实验所使用的波导管型号为BJ—100，其内腔尺寸为a=22.86mm，b=10.16mm。其主模频率范围为8.20——12.50GHz，截止频率为6.557GHz。3.隔离器位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收，经过适当调节，可使其对微波具有

4、单方向传播的特性，隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输的作用。4.衰减器20把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用。5.谐振式频率计（波长表）电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本不影响波导中波的传输。当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中

5、的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。6.匹配负载波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。7.环形器它是使微波能量按一定顺序传输的铁氧体器件。主要结构为波导Y型接头，在接头中心放一铁氧体圆柱（或三角形铁氧体块），在接头外面有“U”形永磁铁，它提供恒定磁场H0。8.单螺调配器插入矩形波导中的一个深度可以调节的螺钉，并沿着矩形波导宽壁中心的无辐射缝作纵向移动，通过调节探针的位置使负载与传输

6、线达到匹配状态。调匹配过程的实质，就是使调配器产生一个反射波，其幅度和失配元件产生的反射波幅度相等而相位相反，从而抵消失配元件在系统中引起的反射而达到匹配。9.微波信号源DH1121C型微波信号源由振荡器、可变衰减器、调制器、驱动电路、及电源电路组成。该信号源频率范围在8.6-9.6GHz内可调，20可在等幅波、窄带扫频、内方波调制方式下工作，并具有外调制功能。在教学方式下，可实时显示体效应管的工作电压和电流的关系。仪器输出功率不大，以数字形式直接显示工作频率，性能稳定可靠。DH1121C型微波信号

7、源10.选频放大器用于测量微弱低频信号，信号经升压、放大，选出1kHz附近的信号，经整流平滑后输出级输出直流电平，由对数放大器展宽供给指示电路检测。11.测量线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。由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。在波导的宽边有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导。线开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场变化信息。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上就感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输

8、出。DH364A00型3cm测量线201.4实验步骤1.观察测量系统的微波仪器连接装置，衰减器，波长计，波导测量线的结构形式；2.熟悉信号源的使用将信号源的工作方式选择为：等幅位置，将衰减至于较大位置，输出端接相应指示器，观察输出；将信号源的工作方式选择为：方波位置，将衰减至于较大位置，输出端接相应指示器，观察输出；3.熟悉选频放大器的使用；4.熟悉谐振腔波长计的使用方法。微波的频率测量是微波测量的基本内容之一。其测量方法有两种：（1）谐振腔法；（2）频率比较法。本实