常用波导器件.doc

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1、常用波导器件基础知识  1.驻波测量线测量线又叫驻波测量仪(Standing—WaveDetecktor)，是用来测量波导中驻波分布规律的仪器。驻波测量线可分为两类：一类是电场测量，另一类是磁场测量，目前广泛应用的是第一类。应用电场测量原理设计的驻波测量线的结构如图3-22所示。它的主要组分有：一段开槽波导、探头装置(包括探针、检波晶体、调谐活塞)、探头移动机构和位置测量装置等。开槽部位应恰在矩形波导宽壁中心线上，开槽要足够窄(一般为2.5-3.5mm适宜)，有几个半波长的长度，槽的两端成楔形或渐变线形。探针插入槽中深度可调。沿

2、槽可移动的探针与波导中的波靠电场耦合。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上感应的电动势（其大小正比于该处场强）经晶体二极管检波，检波电流流过指示器回到同轴探头外导体成一闭合回路，指示器读数表示出沿槽线分布的场强大小。由平行于槽的标尺读数表示出场强大小的位置，从而测得驻波比，驻波相位，波导波长。指示器一般用光标检流计、微安表或选频放大器。若用选频放大器，可直接读出驻波比，但必须注意这时的微波讯号源要加方波调制，并且注意晶体检波律，使输至晶体的讯号电平保持在平方律检波围，否则测出的驻波比将失去意义。为了提高测量的灵敏度，在测量前需

3、要调节同轴探头中的调谐活塞及探针深度，消除由于探针插入开槽波导引起的不匹配，使检波晶体输出最大：将探针置于驻波腹点，调节调谐活塞及探针插入深度(一般取窄边b的5～10％适宜)，使指示器的指针偏转在满刻度附近(若指示器指针偏转较小，则需增大微波输出功率)。调节微波系统匹配，须将探针置于驻波极小点或极大点处，采用把调大或把调小的方法进行调配。如果把探针放在极小点处，调节接在测量线终端的调配器，使探针的输出功率稍微增大(不要增大太多，否则会发生假象——波形移动，这时极小点功率并不增大)，然后左右移动探针，看看极小点功率是否真正增大。这

4、样反复调节调配器，使极小点功率逐渐增大，直至达到最佳匹配状态(驻波比s≈1)。 2.全匹配负载全匹配负载一般作成波导段的形式，其终端短接，并包含有一些安置在电场平面的吸收片。把片子做成特殊的劈形状来实现它们与波导间的匹配(如图3-23)。这样就保证了由没有吸收材料的波导向有吸收器的波导逐渐过渡。片子的材料是涂覆有金属的碎末(例如铂金)薄层的电介质(玻璃，瓷胶纸板等)，或者用炭层涂覆，表面电阻的大小根据匹配条件用实验方法选择。对于波导吸收器，直流测量的表面电阻的最佳值为数百欧姆。斜面的长度用实验方法确定，使其聋尽可能宽的频带能得到

5、最小驻波比，通常劈的长度等于或大于半波长。 3.可变衰减器衰减器是用来衰减微波的功率电平，也可以作为负载与信号源间的去耦元件。由于波导管各处微波电场强弱不同，因而改变衰减片在波导管中所处的位置，即可得到不同的衰减量。衰减片是由玻璃叶片(或其他介质片)喷涂镍铬合金(或石墨)的电阻性薄层制成。在矩形波导中，吸收式衰减器的结构如图3-24所示。矩形波导中的波电场沿y方向线极化，将一两端修尖的衰减片放入波导，平行于y-z平面(见图3-24（a）)。若介质片处在波导宽壁中央(Ey最大)，在介质片的导电薄膜激励起的高频电流最大，因而欧姆损耗

6、最大，于是对微波功率的衰减也最大。当介质片接近波导侧壁时(比如x=0处)，则=0，则导电薄膜将不会激起高频电流，因而微波功率不被吸收，衰减量最小(近于零)。为了改变这个有损耗的介质片在波导中的x向位置，采用两个金属杆带动介质片沿轴移动，因为细金属杆与电场正交，故不会在杆中激励起高频电流，因而不改变波导中场的分布。衰减片也可以做成刀形，由矩形波导宽壁中央插入[见图3-24(b)，改变其插入深度，改变衰减量。衰减量常以分贝(dB)为单位计算，以dB为单位的传输衰减定义为　　　　　　　　(3-45)式中表示入射功率，A表示传输功率。X

7、波段BD-20-2型吸收式可变衰减器的可变围约为0.6-30dB，有的衰减量可达0-50dB。 4．隔离器隔离器是一种不可逆的衰减器，在正方向(或需要传输的方向上)它的衰减量(或插入损耗)很小，约0.ldB左右，反方向的衰减量则很大，达几十dB，两个方向的衰减量之比为隔离度。若在微波源后面加隔离器，它对输出功率的衰减量很小，但对于负载反射回来的反射波衰减量很大。这样，可以避免因负载变化使微波源的频率及输出功率发生变化，即在微波源和负载间起到隔离作用。微波隔离器一般由铁氧体材料做成，因工作原理不同分为两大类，一类是谐振式，另一类是

8、场移式的，前者用于中功率和大功率方面，后者应用在小功率方面。实验室多用场移式隔离器，原理如下：场移式隔离器结构如图3-25（a）所示。在波导中平行于窄边壁而距这窄边壁一定距离处放置一片铁氧体(它的右侧面上有一衰减片)，波导外面有一“U”形永久磁铁，提供铁氧体一恒