實驗三微波駐波比的測量

1、實驗三 微波駐波比的測量【實驗目的】1、了解波導測量系統(tǒng)，熟悉基本微波元件的作用2、掌握駐波測量線的正確使用和用駐波測量線校準晶體驗波器特性的方法3、掌握大、中、小電壓駐波系數(shù)的測量原理和方法【實驗原理】電壓駐波比（簡稱駐波比）是傳輸線中電場最大值與最小值之比，表示為： （31）測量駐波比的方法及儀器很多，本實驗討論用駐波測量線，根據(jù)直接法，等指示度法測量大、中電壓駐波比。1. 直接法直接測量沿線駐波的最大和最小場強（參見圖31），根據(jù)式（31）直接求出電壓駐波比的方法稱直接法。該方法適用于測量中、小駐波比。圖31 無耗線上的駐波圖如果駐波腹點和節(jié)點處指示電表讀數(shù)分別為和，晶體二極管為平方律檢

2、波，則式（31）成為： （32）當駐波比時，駐波的最大值和最小值相差不大，且波腹，波節(jié)平坦，難以準確測定。為了提高測量精度，可移動探針測出幾個波腹和波節(jié)點的數(shù)據(jù)，然后取其平均值。 （33a）或) （33b）當駐波比時，可直接測量場強最大值和最小值。2. 等指示度法等指示度法測量適用于大、中電壓駐波比（）。如果被測件駐波比較大，駐波腹點和節(jié)點電平相差懸殊，因而測量最大點和最小點電平時，使晶體工作在不同的檢波律，故若仍按直接法測量駐波比誤差較大。等指示度法是測量駐波圖形節(jié)點兩旁附近的駐波分布規(guī)律，從而求得駐波比的方法，因此能克服直接法測量的缺點。圖32 等指示度法如圖32，設為駐波節(jié)點指示值，為駐

3、波節(jié)點相鄰兩旁的等指示值，w為等指示度之間的距離，終端反射系數(shù)為，則： （34a）根據(jù)，及式，可得： （34b）當探頭為晶體平方律檢波，時，駐波比按式（34c）計算，這種方法也稱為“二倍最小值法”或“三分貝法”。 （34c）當時，很小，則式（34c）可簡化為： （35）3. 功率衰減法功率衰減法適用于任意駐波比的測量，它用精密可變衰減器測量駐波腹點和節(jié)點兩個位置上的電平差，從而測出駐波比。改變測量系統(tǒng)中精密可變衰減器的衰減量，使探針位于駐波腹點和節(jié)點時指示電表的讀數(shù)相同，則駐波比可用下式計算： （36）式中，分別為探針位于波腹和波節(jié)點時精密衰減器衰減量?！緦嶒瀮x器及裝置圖】如圖33所示?！緦嶒?/p>

4、內(nèi)容及步驟】1. 微波測試系統(tǒng)的調整1.1 按圖33檢查測試系統(tǒng)，測量線終端接檢波架，開啟電源，預熱各儀器。1.2 按操作規(guī)程使信號源工作在方波調制狀態(tài)，并獲得最佳輸出。1.3 調整測量線，調整探針電路，檢波電路，使測量線工作在最佳狀態(tài)。調整輸入功率電平，使晶體工作在平方律檢波范圍內(nèi)。圖33 測試裝置圖1.4 用直讀式頻率計測量工作頻率，記錄數(shù)據(jù)。1.5 測量線終端接短路板，用交叉讀數(shù)法測量兩個相鄰波節(jié)點位置，計算波導波長，重復五次，將數(shù)據(jù)記于表中，取平均值作為。2.用直接法測量開口波導及單螺釘?shù)碾妷厚v波比。2.1 測量線終端開口，移動探針至駐波腹點，調整指示器靈敏度，使指示電表讀數(shù)達滿度（或

5、近滿度，“100”或“90”）。2.2 分別測定駐波腹點和節(jié)點的幅值和 ，列表記錄數(shù)據(jù)并計算。2.3 測量線終端接單螺釘（旋入4mm）和匹配負載，重復步驟2.1，2.2，并測量兩次，列表記錄數(shù)據(jù)并計算 。3. 用等指示度法測量單螺釘?shù)碾妷厚v波比。3.1 調節(jié)單螺釘穿伸度約7mm，測量線探針移至駐波節(jié)點。調整可變衰減器，指示度靈敏度，必要時可調整測量線探針穿伸度（一般不調），使指示電表讀數(shù)接近“40”或“50”，讀取駐波節(jié)點幅值。3.2 緩慢移動探針，在駐波節(jié)點兩旁找到電表指示讀數(shù)為的兩個等指示度點，應用測量線標尺刻度讀取二個等指示度點對應的探針位置讀數(shù)值和，重復五次，將數(shù)據(jù)記于表中。3.3 根

6、據(jù)公式計算駐波比?！緦嶒瀮?nèi)容及數(shù)據(jù)處理】1、短路12345umax99.098.799.298.598.9umin00000無窮2、匹配負載12345平均umax63.563.763.963.063.263.46umin62.963.163.562.963.263.121.001.001.001.001.001.00平均1.003、開路12345平均umax24.024.523.124.123.923.92umin7.57.09.57.67.57.821.791.871.561.781.791.75平均1.7584、失配負載（1）1234平均umax19.019.021.021.020umax10.08.09.09.091.381.541.531.531.49平均1.495（2）d1=139.0 d2=114.5w=24.5=1.42【思考題】1、駐波節(jié)點的位置在實驗中精確測準不容易，如何比較準確的測量？答：通過測量兩個波腹之間的多個點，從而得到 曲線，由于曲線有對稱性，所以可以根據(jù)此估計逐波波節(jié)的位置。2、討論直接法，等指示度法測量電壓駐波比的特點答：直接法適合測量中、小駐波比（s6時，電場的極大值和極小值相差懸殊，在指