九微波的传输特性和基本测量_内蒙古工业大学.doc

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1、.word格式.微波技术实验指导书内蒙古工业大学信息工程学院电子系2012年8月.专业.专注..word格式.目录实验一、传输线调试及参数测试-2-实验二、衰减的测量-13-实验三、阻抗匹配网络的设计-17-.专业.专注..word格式.实验要求一、预习要求：实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。1.认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的计算。2.复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。3.熟悉实验任务，完成各实验“预习要求”中指定的内容，写好预习报告。二、实验要求：1.使用仪器前必须了解其性能、操作

2、方法及注意事项，在使用时应严格遵守。2.实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障后，经指导教师同意再继续实验。3.在进行微波测试时，终端尽量不要开口，以防止微波能量泄露。4.实验过程中应仔细观察实验现象，认真纪录实验结果(数据、波形、现象)。所纪录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。5.实验结束后，必须关断电源，并将仪器、设备、工具等按规定整理。6.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告并按时上交。.专业.专注..word格式.

3、实验一、传输线调试与参数测试一、实验目的1．学会使用基本微波器件。2．了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传输特性。3．学习利用吸收式测量频率和波长的方法；4．掌握用测量线来测量波长和频率的方法；5．学会测量线的定标；6．掌握常用的大、中、小电压驻波比的测量方法，以及如何精确测量。二、实验原理1．微波的传输特性为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响，采用标准矩形波导管为微波传输线，并用TE10波型。波导管具有三种工作状态：①当终端接“匹配负载”时，反射波不存在，波导中呈行波状态；②当终端接“短路片”、开路或接纯电抗性负载时，终端

4、全反射，波导中呈纯驻波状态；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，而是呈行驻波状态。2．微波频率的测量用吸收式频率计PX16(直读式)，测量范围8.2GHZ-12.4GHZ，误差≤±0.3%，当传输线中相当一部分功率进入频率计谐振腔内，而另一部分从耦合元件处反射回去。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产生谐振，用选频放大器测量，信号源须用内方波，重复频率为1KHZ左右，谐振时可从选放上观察到信号幅度明显减少，以减幅最大位置为判断频率测量值的论据。3．微波功率的测量.专业.专注.

5、.word格式.用GX2C小功率计配小功率探头直接测量连续或脉冲调制的射频平均功率。GX2C属于热电偶型，热电偶膜片既是传输线终端负载电阻，又见电磁场能→热能→直流电动势的转换器件。1．波导波长λg的测量λg在数值上为相邻两个驻波极值点（波腹或波节）距离的两倍，常采用测定驻波极小点的位置来求出λg。（1）用平均值法。找出两个相邻最小点的位置D1和D2，移动探针在驻波最小点D1左右找出两个具有相同幅度（由选频放大器读出）的位置d1和d2，同样找出D2点左右的d3和d4，则D1、D2的位置在测量线上通过标尺读出。（2）用可变短路器。

6、首先找出第一点最大点D1时，将选频放大器增益放大，来回转动可变短路器，记下最小点时可变短路器上的刻度位置X1，然后改变可变短路器，找出另一个相邻最小点D2，再记下可变短路器上刻度位置X2，则，通过测出λg,可计算出频率和自由空间波长，有一一对应的关系。.专业.专注..word格式.5.驻波比的测量驻波比的测量是微波测量中最基本、最重要的内容之一。电压驻波比（简称驻波比）定义是：传输线中电场最大值与最小值之比，即：式中为电场的归一化值（相对场强）。（1）直接法直接法测量传输线驻波的波幅点与波节点场强，由定义求得驻波比的方法称为直接

7、法。该方法适用于测量中、小驻波比（即S<6）。如果测得驻波波幅点与波节点的指示器读数分别为与，根据晶体定标曲线可读得相应的与，则驻波比S为：（1-1）在实验中所使用的功率电平范围内，一般可近似地认为是平方律检波，即：，式中C为比例系数，则：，则（1-2）（2）等指示度法.专业.专注..word格式.等指示度法是在驻波波节点附近测量数据，再根据驻波分布规律求其驻波比。由长线理论可知，合成波波节点处相对场强可表示为：则从波节点向两侧移动探针，使指示器读数均为波节点指示器读数的K倍，等指示度（KImin）的宽度为W。KImin对应处的

8、相对场强为：由于则（1-3）若K=2，且n=2（平方律检波），则：（1-4）当S>10时，很小，上式可简化为：.专业.专注..word格式.（K=2，n=2）（3）功率衰减法功率衰减法测量驻波比是一种简便而准确的方法，它的测量精确度主要决定于标准可变衰减器的校准