微波传输速度的测量论文

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1、微波传输速度的测量摘要：木次实验主要利用可变衰减器，隔离器，可变短波器等组成的微波系统对微波的频率，波导波长等基本参数进行测量。然后通过公式代换，计算出波长，最后得到微波的传输速度。通过本次实验，加深了解了微波传输系统的组成部分，对微波的性质有了更加深入的了解。该实验也是微波基本测量实验个延伸，值得我们对此进行深一步的探讨。关键词:微波频率；波导波长；传输速度引言：微波通常是指波长从1米（300MHz）到1毫米（300GHz）范围内的电磁波，其低频端与超短波段相衔接，高频端与远红外相邻，由于它比一般无线电波的波长要短得多，故把这一波段的无线电波称为微波，可分为分米波，厘米波和

2、毫米波。微波有以下基本特征：1,微波的波长极短，比地球上一些物体的儿何尺寸要小得多，因此微波照射到这些物体上时，产生显著的反射，其传播特性与几何光相似，具有“似光性”直线传播的特点；2,微波的频率极高，即振荡周期极短，与一般的真空器械中的电子渡越时间具有同一数量级；3,微波可以毫无阻碍的穿过电离层，具有穿透性；4,许多原子和分子发射和吸收原子电磁波波长正好处于波段内；5,研究方法和测量技术上要以电磁波的概念去研究和分析，测量功率、频率、驻波比、波导波长和特性阻抗等。近年来，微波边缘科学，如微波超导，微波化学，微波牛物学，微波医学都得到了长足的发展O1实验原理1.1微波的传输特

3、性在微波波段中，为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响，一般采用波导作为微波传输线。微波在波导中传输具有横电波（TE波）、横磁波（TM波）和横电波和横磁波的混合波三种形式。矩形波是较常用的传输线之一，它能传输各种波形横电波（TE波）和横磁波（TM波）。微波实验屮使用的标准矩形波导管，通常采用的传输波型是TEw波。波导中存在入射波和反射波，描述波导中匹配和反射程度的物理量是驻波比或反射系数，依据终端负载的不同，波导管具有以下三种工作状态：（1）当终端接“兀配负载”时，反射波不存在，波导中呈行波状态；（2）当终端接“短波片”时、开路或接纯电抗性负载时，终端全反射，波导中呈纯驻波状

4、态；（3）一般情况下，终端是部分反射，波导中传输的既不是行波，也不是纯驻波，而是呈混波状态。图（1）驻波测量线结构示意图1.2微波频率的测量微波的频率是表征微波信号的一个重要物理量，频率的测量通常采用数字式的频率计，下而主要介绍较常用的吸收式频率计的工作原理。当调节频率计，使其自身空腔的固有频率与微波信号频率相同时，则产生谐振，此时，通过连接在微波通路上的微安表或功率计可观察到信号幅度明显减小的现象。注意，应以减幅最大的位置作为判断频率测量值的依据。1.3波导波长的测量波导波长在数值上为相邻两个驻波极值点（波腹或波节）距离的两倍。由于场强在极大值点附近变化缓慢，峰顶位置不易确

5、定，实际采用测量驻波极小点的位置来求出波导波长，考虑到驻波极小点附近变化平缓，因而测量值不够准确。为此，测量时通常不采用直接测量驻波极小点位置的方式，而是通过平均值法间接测量，亦即测极小点附近的两点（此两点在指示器上的输出幅度相等）的坐标。maxX庐x2x2x2图（2）驻波极小点的测定如图⑵所示，两个相邻极小点的距离为半个波导波长九，测量计算公式为2~2~即4=（X2+X；）-（X；+X；）2仪器、设备实验装置如图（3）所示。其中微波震荡为放射速调管振荡器或固态源，整个微波测量线路有3cm波段波导元件组成，其主要元件为隔离器、衰减器、频率计、检流计（示波器）、微瓦功率计和驻波

6、测量线等。隔离器(a)宦向耦合器功率盜视系统可变衰减牛•测竝线蟲体金匹呢负载图（3）实验装置示意图3实验内容及注意事项3.1熟悉有关仪器的使用基本原理和使用根据仪器使用说明书，掌握有关仪器的使用注意事项和正确的开关机顺序，按正确的顺序开启信号源，调节晶体检波器，使检波计上有微波输出，对于速调管，改变速调管的反射极电压，观察检波计上的指针变化。3.2频率测量用检流计、频率计测量微波信号的频率，因为热电式功率计有滞后效应，不宜用于频率测量。一般采用晶体检波器配接检流计测量频率，方法如下：（1）调节频率计，使其自身空腔的固有频率与微波信号频率相同时，则产生谐振。（2）以减幅最大的位

7、置作为判断频率测量值的依据。3.3测量驻波波长在微波传输线终端接上小柱波片，调节驻波测量线探针有合适的穿深度。依据原理所述方法测量驻波波长，多次几次求平均值，并把测量值同理论值4数据处理4.1数据记录表表1.利用小驻波测量微波频率的数据记录L/mm5.4535.4675.4745.4705.4715.4735.4755.4745.4665.472f/MHz8691868886878688868886878687868786888688表2.测量驻波波长的数据记录［心=(兀2+尤；)一(西+X

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