晶体检波率校准与驻波比测量

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1、中国石油大学近代物理实验实验报告成绩:班级：应物11・1姓名:史湘伟11093117同组者：右盼盼教师:亓鹏_晶体检波律校准与驻波比测量【实验目的］1.了解波导驻波测量线的基本结构和原理，并学会正确使用测量线。2.掌握品体检波律校准及波导波长测量的基木原理和方法。3.掌握测量驻波比的基本实验方法与技术。【实验原理】一.晶体检波律的测定品体二极管是一•种非线性元件，其检波电流/与所加的高频电压U的关系一般是非线性的，即(B2-1)式中K,是比例常数，斤是晶体检波律；n=］称为直线性检波，斤二2称为平方律检

2、波，一般n不是整数。检波律〃与晶体检波器的特性及工作状态有关。1・测量检波电流与相对场强关系曲线法若忽略波导的损耗（一般波导管损耗很小）和探针负载的影响，则当终端短路时波导中驻波场的分布可表示为E=Emsin(171(1(B2-2)式小为波腹处的场强，d是离开驻波波节的距离，人为波导波上。在近似条件下，晶体二极管的端电压卩正比于探针所在位置的电场强度E,所以C7lg/=lgK+mg[sin(手)]斜律就是品体检波律弘如图B2-1所示。2.测量半高点法如图B2-3所示，在测最线终端接短路板，测量驻波极人值

3、，然示在极大值两边测量半高点（即为驻波极大值的一半）Z间的距离，可根据下式计算出检波律为图B2-3半高点法确定品体检波律心“=2(d'罰一dmin)=(£+心)一(4+仏)图B2-4用“交义读数法”确定驻波节点位置lg0.5_0.3010Igcos(——)lgcos(——)44式中Ad为驻波曲线上I=几/2两点的距离，Im为波腹的检波电流。一.波导波长的测量为了捉高测量粹度，通常采用“交义读数法”确定驻波波节点的位置。如图B2-4所示，测量波节点附近两边指示器读数同为某一电平M的两点探针位置，再取这两点

4、位置朋标的平均值作为波节点的坐标，则相邻两波节点的位宜分别为min£，min从而，测最线中的波导波长为(B2-6)在某些测量中，尚需求出无槽波导中的波导波长人。由理论分析可得，测量线（冇槽波导）中的波导波长兄肿与相同截而的无槽波导中的波导波长人的关系为Zna'b(B2-7)一.驻波比的测量微波驻波比S是指在传输线中所形成的驻波电场极大值£max与极小值EmmZ比，即max1.直接法测量驻波比直接法测量的适用范围是驻波比S<6的屮小驻波比，在微波系统实际调试小要测的驻波比大多在Sv6的范用内，因此肓接法测

5、最驻波比是一种常用的基木方法。直接法测量驻波比就是直接测出测量线上驻波相邻波腹极人场强厶和和波节极小场强耳泊，实际测出相对应的检波电流厶噺和人in，计算出驻波比。若晶体检波律为M，则驻波比为若检波晶体工作在平方检波律情况下，式屮斤二2。为测量准确起见，可多测几个驻波极大值和极max1+'max2+'max3\/n+•••小值，则计算驻波比的公式为min1+'min2+'min3+1.等指示度法测量驻波比等指示度法测量大驻波比的基本思想是只在电场强度最小点附近测量驻波电场的分布规律，不测量电场强度人的点

6、，从而避免了上述肓接法的测最困难。在驻波波节极小值点两侧取检波电流/为极小值点K倍的两点1和2,其宽度为d，K值可任nd意选定，检波电流/处到驻波极小值点的距离为d/2则式（B2-20）可变为S=sin(常取K=2,称为二倍最小功率法（也称“三分贝法”）。这时,7id式变为S=当驻波比S>10时，则式可化简为Su玉7id2.功律衰减法测量驻波比测最时，先把测最线的探针置于驻波波节点，调节精密可变衰减器，使指示器的电表读数在满刻度的80%附近，并记下电表读数人e及精密F1J变衰减器衰减量的分贝值人向，再移

7、动探针至波腹点，改变精密衰减器的衰减量，使指示器的读数仍为人曲，这时衰减器衰减量的分贝值为人和，则有pe（Anax-4lin）dB=101g-^=10lg（产）2=101g52=201gSminmin所以，被测驻波比s为Ana片_州“115=1020【实验装置】反射式速调管微波信号源（反射式速调悖电源和速调管座）、隔离器、谐振腔波长表、可变衰减器、波导测量线、环形器、谐振腔、单螺钉调配器、匹配负载、短路片、晶体检波器、检波指示器，双踪示波器、选频放大器、数字万用表等。【实验内容】一.波导波长的测量1•测

8、量线的输出端口接可变电抗器，采用“交叉读数法”测量波导测量线屮的波导波长。2.使用对变电抗器采用“交叉读数法”直接测量波导波长。2.比较分析上述两种方法测出的波导波长的差别，解释产生差别的可能原因。3.根据测出的波导波长，计算频率、相速和群速。一.晶体检波律的测定1•测量线的输出端口接短路片或可变电抗器，在波节和波腹点之间合理取10个点左右，从波节开始，依次移动探针位置，记录位置读数和札I应的检波电流读数，做出检波电流与和对场强的关系曲线，