微波基本參數(shù)測量實驗預(yù)習(xí)報告

微波基本參數(shù)測量實驗預(yù)習(xí)報告摘要：本實驗報告，介紹如何測量微波的頻率、功率、駐波比，了解了微波傳輸系統(tǒng)的組成部分，通過觀察反射式速調(diào)管振蕩，了解速調(diào)管的結(jié)構(gòu)、特性、工作狀態(tài)。關(guān)鍵詞：微波、基本參數(shù)引言：波通常是指波長從1米到1毫米范圍內(nèi)的電磁波。近年來微波邊緣學(xué)科都有了長足的發(fā)展。它是一門獨特的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。那么，我們該如何來了解微波的一些基本參數(shù)呢？正文：微波的特性：微波是一種波長較短的電磁波。在電磁波波譜表中，微波的波長介于無線電波與光波之間。波長較長的分米波和無線電波的性能相近，波長較短的毫米波則與光波的性質(zhì)相一致。本實驗是使用厘米波中的X波段，其標(biāo)稱波長為3.2cm，中心頻率為9375MHz。由于微波所輻射的能量可與物質(zhì)發(fā)生相互作用，在近代物理領(lǐng)域中已成為一種十分重要的研究手段。使用微波直線加速器和微波頻譜儀可對原子和分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究；微波衍射儀可用來研究晶體結(jié)構(gòu)；微波波譜儀可測定物質(zhì)的許多基本物理量；微波諧振腔又可用來測量低損耗物質(zhì)的介質(zhì)損耗及介質(zhì)常數(shù)等。微波的波長被規(guī)定在1mm?1M之間，其頻率范圍相當(dāng)于300GHz?300MHz。如此之高的振蕩頻率，勢必會引起一系列新的問題?，F(xiàn)將微波與無線電波的主要不同點簡述如下：微波的產(chǎn)生具有其獨特性電子管中，電子由陰極到達(dá)陽極的時間稱為“電子渡越時間”，一般是在1口”sec的數(shù)量級。這對頻率較低的無線電波來講，幾乎可被忽略。但對頻率高于300MHZ的微波，則將受到制約。若想從電子管中獲得微波信號，只能借助于電子流與諧振腔相互交換能量的方式來進(jìn)行。在研究方法上兩者有明顯的不同在低頻電路中，工作波長已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出實際電路的幾何尺寸（例如：對應(yīng)于50Hz的電磁波其波長值為6000KM）。電路中各點的電流和電壓值可被認(rèn)為是在同一時刻建立起來。微波系統(tǒng)則不然，由于微波器件的線度十分接近于工作波長，電壓、電流等概念將有別于低頻電路。為此，微波系統(tǒng)的研究方法必須從三度空間場的理論著手，把“路”的觀點轉(zhuǎn)化成“場”的觀念、把“基爾霍夫定律”轉(zhuǎn)化成“麥克斯韋方程組”、把“集總參數(shù)”轉(zhuǎn)化成“分布參數(shù)”，才能認(rèn)識和討論有關(guān)問題。微波在傳輸特性上類似于光波微波與光波雖在波長值上有差異，但均遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于地球上一般物體的實際尺寸。尤其對微波中的毫米波，其傳輸特性與光波更為接近，使用準(zhǔn)光傳輸線就能同時傳播微波與光波。同樣，一般的光學(xué)器件和光學(xué)特性，微波也都具備。微波的突出貢獻(xiàn)尤其表現(xiàn)在空間技術(shù)領(lǐng)域，使用會聚成束的微波電磁場能量，可以進(jìn)行定向發(fā)射，并能順利地穿透空間電離層，已被人們稱為“宇宙的窗口”。微波基本參數(shù)的測量方法與低頻電路大不相同阻抗、波長、駐波比和功率等微波參數(shù)的測量方法有其獨特之處。微波阻抗的測量是通過檢測電場強度的相對值（即：駐波比）來實現(xiàn)。波長的測量可經(jīng)校準(zhǔn)過的諧振腔來進(jìn)行（即通常所稱的“吸收式波長計”）。功率的測量是利用微波的熱效應(yīng)，通過熱電換能器進(jìn)行間接的量測。實驗裝置圖:實驗步驟初步設(shè)計：1、實驗準(zhǔn)備仔細(xì)閱讀實驗講義和實驗室提供的儀器說明書，明確實驗中的注意事項，初步掌握儀器的工作原理和使用方法；2、頻率測量按微波信號源f隔離器f可變衰減器f波長表f測量線f可變電抗的順序連接好微波系統(tǒng)，將檢波器及檢波指示器接到被測件位置；旋轉(zhuǎn)波長表上的測微頭，邊旋轉(zhuǎn)邊觀察檢波指示器上的指針偏轉(zhuǎn)情況。當(dāng)波長表與被測頻率諧振時，將出現(xiàn)吸收峰，反映在檢波指示器上的是一跌落點，微調(diào)螺旋測微頭，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)最小時，讀出測量頭讀數(shù)，查出相對應(yīng)的頻率。3、功率測量將傳輸線路終端接入功率探頭探頭和功率表，并選擇合適的量程，在無信號時對功率計調(diào)零（注意換擋調(diào)零）；把波導(dǎo)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至功率探頭一邊，發(fā)現(xiàn)功率表上有讀數(shù)出現(xiàn)，讀出功率讀數(shù)并記錄。4、波長測量換下檢波器，接短路板，調(diào)節(jié)測微探頭，記錄與波幅、波節(jié)相對應(yīng)的測量線上的讀數(shù)L2調(diào)節(jié)測量線，入=2（L2-L1）。5、駐波比的測量⑴小駐波比的測量調(diào)節(jié)選頻放大器上的調(diào)零旋鈕，使指針指示為零；接入被測信號，調(diào)整“頻率”旋鈕，必要時可以換擋，直到儀器讀數(shù)最大；沿測量線移動探針使儀器得到最大指示值時，即波腹點位置，讀出此時表頭讀數(shù)；沿測量線移動探針使儀器得到最小指示值即波谷點位置，讀出此時表頭讀數(shù)七醐，根據(jù)P=（U?AX/UMIN）1/2，算出駐波比。⑵大駐波比的測量調(diào)節(jié)測量線，直到在選頻放大器上指針偏轉(zhuǎn)最小，然后向左和向右調(diào)節(jié)測量線指針，使選頻放大器讀數(shù)顯示為最小值的兩倍，記下測量線移動的距離將測量線調(diào)節(jié)至最左端，然后在選頻放大器上選擇一個合適的讀數(shù)值，使測量線依次從左到右移動；記下每次使選頻放大器讀數(shù)相同時的測量線位置1