實(shí)驗(yàn)一-微波測(cè)量系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)與調(diào)試

實(shí)驗(yàn)一微波測(cè)量系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)與調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求應(yīng)用所學(xué)微波技術(shù)的有關(guān)理論知識(shí)，理解微波測(cè)量系統(tǒng)的工作原理，掌握調(diào)整和使用微波信號(hào)源的方法，學(xué)會(huì)使用微波測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量微波信號(hào)電場(chǎng)的振幅。了解有關(guān)微波儀器儀表，微波元器件的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．掌握下列儀器儀表的工作原理和使用方法三厘米標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器（YM1123）、三厘米波導(dǎo)測(cè)量線（TC26）、選頻放大器（YM3892）。2．了解下列微波元器件的原理、結(jié)構(gòu)和使用方法波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器（BD20-9）、E-H面阻抗雙路調(diào)配器（BD20-8）、測(cè)量線（TC26）和可變短路器（BD20-6）等。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的微波測(cè)試系統(tǒng)的組成框圖如圖一所示可變衰減器微波頻率計(jì)晶體檢波器選頻放大器/試系統(tǒng)波定向耦合器H面彎波導(dǎo)單螺釘調(diào)配器測(cè)量線可變衰減器微波頻率計(jì)晶體檢波器選頻放大器/試系統(tǒng)波定向耦合器H面彎波導(dǎo)單螺釘調(diào)配器測(cè)量線亞美微波YAMEIMICROWAVE亞美微波YAMEIMICROWAVE--#-力線平行耦合的結(jié)果，必然得到感應(yīng)電壓，它的大小正比于該處的場(chǎng)強(qiáng)，交流電流在同軸腔3組成的探針電路內(nèi)，由微波二極管4檢波后把信號(hào)加到外接指示器，回到同軸腔外導(dǎo)體成一閉合回路。因此指示器的讀數(shù)可以間接表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。1、傳輸波導(dǎo)2、探針3、同軸腔4、微波二極管5、調(diào)諧活塞6、檢波滑座當(dāng)探針沿槽移動(dòng)時(shí)，指示器就會(huì)出現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度E和E.。從而求得：maxminEmaxS=—Emin由標(biāo)尺指出探針位置可以測(cè)出極小點(diǎn)至不連續(xù)面的距離dmin,從而可以測(cè)量阻抗。調(diào)諧活塞5在檢波頭中使晶體處于駐波的腹點(diǎn)以得到最大指示。檢波滑座6用來(lái)支持檢波頭，并可沿軸向移動(dòng)。在移動(dòng)時(shí)保證探針與波導(dǎo)的相對(duì)位置不變。5?選頻放大器（YM3892）本實(shí)驗(yàn)采用選頻放大器對(duì)微波二極管的檢波電流進(jìn)行（線性）放大。5.1基本功能本選頻放大器由四級(jí)低噪聲運(yùn)算放大器組成的高增益音頻放大和選頻網(wǎng)絡(luò)組成?？墒狗糯箅娐吩凇罢瓗?nèi)”對(duì)微弱音頻信號(hào)進(jìn)行放大，以減小噪聲和微波信號(hào)源中寄生調(diào)頻的影響，保證測(cè)量的精度。5.2結(jié)構(gòu)和工作原理在信號(hào)源內(nèi)用lKHz的方波對(duì)微波信號(hào)（如10GHz）進(jìn)行調(diào)幅后輸出。此調(diào)幅波在測(cè)量線內(nèi)仍保持其微波特征。測(cè)量線輸出端所接負(fù)載的特性決定其分布狀態(tài)。由小探針檢測(cè)經(jīng)微波二極管檢波所得的1KHz方波包絡(luò)表征其微波性能指標(biāo)。選頻放大器則對(duì)此1KHz方波進(jìn)行有效放大。YM3892選頻放大器是一個(gè)增益60dB，可調(diào)帶寬40Hz，中心頻率lKHz的放大器，滿足不同輸入幅度的可調(diào)。表頭指示弧線2條，第一條上標(biāo)值為線性指示，下為相應(yīng)的對(duì)數(shù)（dB）指示。第二條為駐波比指示，上為駐波比1?3,下為3.2?10。6?可變短路器（BD20-6）可變短路器由短路活塞與一套傳動(dòng)讀數(shù)裝置構(gòu)成。活塞為兩節(jié)抗流形式，傳動(dòng)絲桿帶動(dòng)活塞作相對(duì)于波導(dǎo)軸線移動(dòng)，并由讀數(shù)裝置上讀得其相對(duì)行程。改變短路面的位置，也就改變參考面的電抗和電納，使節(jié)點(diǎn)的位置發(fā)生偏移。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按圖1連接微波儀器儀表和微波元器件。將選頻放大器的輸入端和測(cè)量線同軸腔用Q9電纜線相連。接通選頻放大器電源開關(guān)。2．微波信號(hào)源開機(jī)后，工作狀態(tài)的指示燈在最右邊位置，此工作狀態(tài)下沒有微波功率輸出。由于本實(shí)驗(yàn)中指示器為選頻放大器，故信號(hào)源“重復(fù)頻率”量程置于“X10”，園盤刻度置于“100”處（在信號(hào)源的左中、下角）（調(diào)好將不再變動(dòng)）。信號(hào)源面板有“衰減”和“頻率”顯示值。輸出功率由“衰減”調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)，順時(shí)針輸出減小，逆時(shí)針輸出變大。本實(shí)驗(yàn)只調(diào)節(jié)“衰減”調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)獲得適合的功率（兩旁的旋鈕即“調(diào)零”和“衰減調(diào)零”是在接上附件“電平探頭”時(shí)才起作用）。3．“調(diào)諧”旋鈕調(diào)節(jié)使信號(hào)源的工作頻率發(fā)生改變，順時(shí)針頻率升高，逆時(shí)針頻率降低。置工作頻率在自己所需的頻率點(diǎn)，如10.00GHz（從數(shù)字顯示上直讀）。4．接可變短路器在測(cè)量線的輸出端，移動(dòng)可變短路器刻度到0.00。通過(guò)信號(hào)源工作狀態(tài)習(xí)叵］鍵，置工作狀態(tài)在“『LT”方波狀態(tài)。此時(shí)信號(hào)源輸出的是1KHz方波調(diào)制下的（10GHz）微波功率。注意：為防止在拆裝微波元器件時(shí)，微波功率從波導(dǎo)中輻射，請(qǐng)將工作狀態(tài)通過(guò)宙叵］選擇在最右邊位置“外整步”后再拆裝。測(cè)試時(shí)置于“"_T”方波狀態(tài)。選頻放大器輸入阻抗置于“200K”，“正常5dB”開關(guān)置于“正?！睜顟B(tài)，（5dB為使輸入信號(hào)減小5dB）。右上部“通帶”放在“40Hz”（帶寬越窄，通帶Q值越高，增益越高）。此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)已工作。依次調(diào)節(jié)E-H調(diào)配器、E面和H面羅盤，改變信號(hào)源功率輸出。調(diào)節(jié)選頻放大器“頻率微調(diào)”，使信號(hào)發(fā)生器1KHz方波調(diào)制信號(hào)與選頻中的頻率相一致。一般開機(jī)時(shí)調(diào)準(zhǔn)，開機(jī)半小時(shí)后再微調(diào)一下。本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)輸入信號(hào)的大小，調(diào)節(jié)“分貝”檔位開關(guān)及“增益”電位器來(lái)滿足波腹節(jié)的讀數(shù)需求。實(shí)際使用中盡量把增益開關(guān)置于“40?60dB”三檔中使用。使信號(hào)源基本滿足測(cè)量線檢波器的平方律檢波段。移動(dòng)TC26測(cè)量線的檢波滑座和調(diào)諧活塞（指探頭側(cè)面的園螺盤）的位置，使探針位于波腹點(diǎn)，即選頻放大器指示值最大，并按步驟7、8反復(fù)調(diào)節(jié)。記下測(cè)量線標(biāo)尺值L1,移動(dòng)可變短路器一定距離，如5mm。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量線檢波滑座重新找到最大值，記下測(cè)量線標(biāo)尺值L2。