DH406A0型波導參數(shù)測試系統(tǒng)說明書講課教案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DH406A0型波導參數(shù)測試系統(tǒng)說明書-DH406A0型微波實驗系統(tǒng)（波導參數(shù)測試系統(tǒng)）使用說明書北京大華無線電儀器廠目錄一實驗系統(tǒng)概述二主要技術規(guī)格三系統(tǒng)試驗方法四系統(tǒng)的成套性五產(chǎn)品質量保證實驗系統(tǒng)概述本系統(tǒng)是為適應高等院校近代物理實驗而配置的微波參數(shù)實驗系統(tǒng)。它是由三公分微波波導元件組成，各學?？筛鶕?jù)教學試驗大綱要求，與選件配套組成各種試驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要功能可使學生通過實驗學習并掌握下列基本知識：了解各種微波器件了解微波工作狀態(tài)及傳輸特性了解微波傳輸線場型特性熟悉駐波、衰減、波長（頻率）和功率的測

2、量學會測量微波介質材料的介電常數(shù)和損耗角正切值二主要技術規(guī)格：頻率范圍：86009600MHz波導標準：BJ100（GB11450.2-89）法蘭盤型號：FB100環(huán)境條件：按電子測量儀器環(huán)境試驗總綱（GB6587.1-86）第二組標準供電要求：試驗用各種儀器均需用交流穩(wěn)壓電源三系統(tǒng)試驗方法：微波實驗系統(tǒng)的使用在教材中有較為詳盡的論述，本說明書只簡單介紹幾種測量方法。各高?？山Y合教學大綱，選取不同的選件擴展各種試驗。（選件見附錄）31駐波測量：選頻放大器微波信號源隔離器波長表可變衰減器匹配負載被測件波導測量線圖一：駐波測量框圖3.1.1按圖一所示的框圖連接成微波實驗系統(tǒng)。3.1.2調整微波信號

3、源，使其工作在方波調制狀態(tài)。3.1.3左右移動波導測量線探針使選頻放大器有指示值。3.1.4用選頻放大器測出波導測量線位于相鄰波腹和波節(jié)點上的Imax和Imin。3.1.5當檢波晶體工作在平方律檢波情況時，駐波比S為：其駐波分布如圖二：IImaxIminL圖二駐波分布圖其中：I：為選頻放大器的指示值L：為駐波在波導測量線中的相對位置3.2大駐波系數(shù)的測量當被測件駐波系數(shù)很大時，駐波波腹點與波節(jié)點的電平相差較大，在一般的指示儀表上，很難將兩個電平同時準確讀出，晶體檢波律在相差較大的兩個電平可能也不同，因此不能將它們相比求出駐波系數(shù)。下面介紹用功率衰減法測量大駐波系數(shù)。信號源隔離器可變衰減器測量線

4、選頻放大器被測元件精密衰減器匹配負載波長表圖三：功率衰減法連接框圖3.2.1按圖三連接儀器，使系統(tǒng)正常工作，精密衰減器置于“零”衰減刻度。3.2.2將測量線的探針調到駐波波節(jié)點，調節(jié)精密可變衰減器，使電表指示在80刻度附近，并記下該指示值。3.2.3將測量線的探針調到駐波波腹點，并增加精密衰減器的衰減量，使電表指示恢復到上述指示值，讀取精密衰減器刻度并換算出衰減量的分貝值A。被測駐波系數(shù)為：3.3頻率測量（諧振腔法）：3.3.1按圖一所示的框圖連接微波實驗系統(tǒng)。3.3.2將檢波器及檢波指示器接到被測件位置上。3.3.3用波長表測出微波信號源的頻率。旋轉波長表的測微頭，當波長表與被測頻率諧振時，

5、將出現(xiàn)吸收峰。反映在檢波指示器上的指示是一跌落點，(參見圖四）此時，讀出波長表測微頭的讀數(shù)，再從波長表頻率與刻度曲線上查出對應的頻率。檢波指示器指示I諧振點波長表測微頭刻度圖四：波長表的諧振點曲線3.4波導波長的測量：微波信號源選頻放大器波長表可變衰減器測量線可變電抗隔離器圖五：波導波長測量系統(tǒng)框圖3.4.1按圖五連接測量系統(tǒng)。由于可變電抗的反射系數(shù)接近1，在測量線中入射波與反射波的疊加為接近純駐波的圖形，如圖六所示，只要測得駐波相鄰節(jié)點得位置L1、L2，由，即可求得波導波長g。3.4.2為了提高測量精度，在確定L1，L2時，可采用等指示度法測出最小點Imin對應的L（參看圖六）,即可測出I1

6、（I1略大于Imin），相對應的兩個位置則：同理：即可求得精度較高的g。IImax負白載I1ImixX1L1X1X2L2X2”L圖六：電場沿測量線分布圖3.5功率的測量可變衰減器微波信號源隔離器波長表測量線選頻放大器調配器功率計檢波器檢波指示器波導開關功率頭隔離器負白載圖七功率測量微波系統(tǒng)框圖按圖七連接儀器，使系統(tǒng)正常工作。注意：開機前將系統(tǒng)中的全部儀器必須可靠接地，否則，功率頭極易燒毀。3.5.1相對功率測量：波導開關旋至檢波器通路，當檢波器工作在平方率檢波時，電表上的讀數(shù)I與微波功率成正比：電流表的指示IP，即表示為相對功率。3.5.2絕對功率測量：波導開關旋至功率計通路，用功率計可測得絕

7、對功率值。3.6衰減的測量定義：衰減量dB其中：P1為匹配狀態(tài)下的輸入功率。P2為匹配狀態(tài)下的輸出功率。微波信號源隔離器檢波器隔離器調配器選頻放大器選頻放大器可變衰減器波長表測量線被測元件精密可變衰減器圖八：衰減器測量微波系統(tǒng)框圖3.6.1直接測量法：按圖八所示的框圖連接微波系統(tǒng)，使微波信號源處于最佳工作狀態(tài)。接入被測器件前，調整調配器，使測量線上測得得檢波部分為匹配狀態(tài)，并從指示器上讀得電流I1。接入被測器件后，從指示器上讀得電流I2。當檢波器為平方律檢波時：3.6.2高頻替代法被測器件接入前，調節(jié)精密可變衰減器至A1，使指示器指示為I。被測器件接入后，調節(jié)精密可變衰減器至A2，使指示器指示

8、仍為I。被測器件的衰減量A=A2-A1，此法比直接測量法精確,其測試精度取決于衰減器的精度。注意：進行衰減量測量時，被測器件應與測試系統(tǒng)匹配。3.7介質及tg測試系統(tǒng)使用步驟：1按圖九連接測試系統(tǒng)，使信號源處于掃頻工作狀態(tài)。2在樣品未插入腔內時，找出樣品諧振腔的諧振頻率。（即改變掃頻信號源的掃頻范圍），從示波器觀察諧振腔的諧振曲線，用波長表測量腔的諧振頻率f0（見圖十）。利用波長表在示波器上形成的“缺口尖端”為標志點，測定示波器橫軸的頻標系數(shù)K（即單位長度所對應的頻率范圍，以兆赫/格表示）作法是：調節(jié)波長表，使吸收峰在示波器橫向移動適當距離L，由波長表讀出相應的頻率差值f,則頻標系數(shù)K=f/L

9、,一般可以做到K=0.4兆赫/格,諧振曲線的半功率頻寬f1-f2可以由K和半功率點的距離L1-L2決定。3.在樣品插入后，改變信號源的中心工作頻率，使諧振腔處于諧振狀態(tài)，再用上述方法測量的諧振頻率fs和半功率頻寬f1-f2。4.利用公式算出QL，QL其中：QL樣品放入前的品質因數(shù)QL樣品放入后的品質因數(shù)利用公式可以算出和，f0諧振腔未放入樣品前的諧振頻率fs諧振腔放入樣品后的諧振頻率V0諧振腔體積VS樣品的體積注：作樣品諧振腔的諧振曲線需用掃頻信號源，若沒有掃頻信號源，則應逐點改變信號源的頻率，并保持每個頻率上有相同的輸出功率。信號源隔離器隔離器檢波器示波器環(huán)行器波長表可變衰減器精密衰減器樣品

10、式諧振腔圖九：介質及tg測試系統(tǒng)方框圖PP0(P0-P1)/2P1ff1f0f2半功率點位置圖十：樣品諧振腔的諧振曲線四系統(tǒng)的成套性：序號名稱數(shù)量序號名稱數(shù)量1可變衰減器116失配負載VSWR1.5或2.012波長表117失配負載VSWR6713檢波器118短路板14電纜129樣品諧振腔15檢波指示器120通過式諧振腔16隔離器221耦合片27環(huán)行器122介質材料樣片(有機玻璃)38可變電抗器123介質材料樣片(聚四氟乙烯)39單螺調配器124介質材料樣片(電工黑膠木)310面90度彎波導125波導支架411面波導開關126波導夾612直波導B127螺釘40套13直波導C128系統(tǒng)使用說明書114定向耦合器129合格證115匹配負載1五產(chǎn)品質量保證我廠自發(fā)貨之日起18個月內，如用戶遵守運輸、貯存和使用規(guī)則而產(chǎn)品質量低于技術標準規(guī)定時，本廠負責免費修理。*附錄：（實驗系統(tǒng)選見表）選件序號配套系統(tǒng)儀器名稱型號備注說明選件一三厘米固態(tài)信號源DH1121