北邮电磁场实验 波导波长的测量

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1、北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验二波导波长的测量学院：电子工程学院班级：2011211207组员：邹夫、马睿、李贝贝执笔：邹夫目录1.实验内容11.1实验目的11.2实验设备11.3实验系统框图11.3实验步骤22.实验原理32.1两点法32.2间接法33实验数据与分析43.1测量波导波长43.1.1两点法43.1.2直接法43.2晶体检波特性43.2.1晶体校准曲线图43.2.2晶体检波率公式计算53.3误差分析54.思考题65.实验心得与体会61.实验内容1.1实验目的通过博导波长测量系统测出波导波长。1.2实验设备1.DH1121C型微波信号源2.DH364A00型

2、3cm测量线1.3实验系统框图7/71.3实验步骤测量波导波长1.观察衰减器、空腔波长计、主播测量线的结构形式、读数方法；2.按照系统框图检查系统的连接装置以及连接电缆和电缆头；3.开启信号源，预热仪器，并按照操作规则调整信号工作频率以及幅度，并调整调制频率；4.利用两点发进行测量，将波导测量线终端短路，调测放大器的衰减量和可变衰减器使当探针位于波腹时，放大器只是电表接近满格，用两点法测量波导波长；5.将驻波测量线探针插入适当深度，将探针移到两个波节点的重点位置，然后调节其调谐贿赂，使测量放大器指示最大；6.利用间接法来测量波导波长λg。首先用波长计测量信号波长λ0，测三次去

3、平均值。再计算λg。测量完成后要将波长计从谐振点调开，以免信号衰减影响后面的测量；校准晶体二极管检波器的检波特性7.将探针沿线测量线移动，按测量放大器指示改变最大值刻度的10%，记录一次探针位置，给出U沿线的分布图形；8.设计表格，用驻波测量线校准晶体的检波特性；9.做出晶体检波器校准曲线图；10.再移动探针到驻波的波腹点，记录数据，分别找到波腹点两相邻边指示电表读数为波腹点50%对应的值，记录此刻探针的位置d1，d2，根据公式n=log⁡(0.5)logcosπWλg求得晶体检波率n，和8所得的数值进行比较。7/72.实验原理2.1两点法按照系统框图连接测量系统。可变电抗采

4、用短路片，短路片的反射系数接近1。在测量线中，入射波与反射波的叠加为接近纯驻波的图形，只要测得驻波相邻节点的位置L1、L2，由12*λg=L2-L1，即可求得波导波长λg。波节点的位置Tmin取T1和T2的平均值：Tmin=T1+T22由上图可知，波导波长：λg=2Tmin2-Tmin12.2间接法理论上，自由波长λ0和频率f的换算方法：λ0=cfc为自由空间传播速度，约3*1010厘米每秒；矩形波导中的H10波，自由波长λ0和波导波长λg满足公式：λg=λ01-λ02a2a为矩形波导宽边尺寸，对三厘米波导a=22.86毫米。上个实验已经用波长表测出信号波长，计算λg。7/7

5、3实验数据与分析3.1测量波导波长3.1.1两点法T11T21T12T22139.722mm129.678mm112.584mm102.576mmTmin1=T21+T112=134.700mmTmin2=T22+T122=107.58mm由公式λg=2Tmin2-Tmin1可以计算出λg=54.24mm3.1.2直接法第一次第二次第三次平均值f(GHz)8.6788.6788.677/λ0(mm)34.57034.57034.574/λg(mm)52.82552.82552.84052.830由上表可知，λg=52.830mm3.2晶体检波特性3.2.1晶体校准曲线图所测量

6、的波导波长：54.24mm波节点d0的位置：134.7mmE/Emax00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0d0λg63λg31.3λg20.6λg15.3λg12λg9.8λg8.1λg6.8λg5.6λg4d00.8611.7332.6333.5454.525.5456.6967.9769.68613.56d+d0134.7135.561136.433137.333138.245139.22140.245141.396142.676144.386148.26U002.99.116.227.036.050.165.183.2100U/Umax000.

7、0290.0910.1620.2700.3600.5100.6510.8321logE/-1-0.699-0.523-0.398-0.30-0.222-0.155-0.097-0.0460logU//-1.538-1.041-0.791-0.57-0.444-0.300-0.186-0.0807/7根据U和d的大小，画出U,d的关系曲线，如下图所示：其中，蓝色的x代表原始数据，红色的曲线为y=1-cosπn142。可以看出，U与d大致成三角函数的关系。将logE和logU的值输入到Matlab里，通过线