實(shí)驗(yàn)三微波駐波比的測量

1、實(shí)驗(yàn)三 微波駐波比的測量【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、了解波導(dǎo)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(zhǔn)晶體驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)（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(diǎn)和節(jié)點(diǎn)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(dāng)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(zhǔn)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(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后取其平均值。 （33a）或) （33b）當(dāng)駐波比時，可直接測量場強(qiáng)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(diǎn)和節(jié)點(diǎn)電平相差懸殊，因而測量最大點(diǎn)和最小點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)。圖32 等指示度法如圖32，設(shè)為駐波節(jié)點(diǎn)指示值，為駐

3、波節(jié)點(diǎn)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(dāng)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(dāng)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(diǎn)和節(jié)點(diǎn)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(diǎn)和節(jié)點(diǎn)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(diǎn)時精密衰減器衰減量?！緦?shí)驗(yàn)儀器及裝置圖】如圖33所示。【實(shí)驗(yàn)

4、內(nèi)容及步驟】1. 微波測試系統(tǒng)的調(diào)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(yù)熱各儀器。1.2 按操作規(guī)程使信號源工作在方波調(diào)制狀態(tài)，并獲得最佳輸出。1.3 調(diào)整測量線，調(diào)整探針電路，檢波電路，使測量線工作在最佳狀態(tài)。調(diào)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(diǎn)位置，計算波導(dǎo)波長，重復(fù)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(dǎo)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(diǎn)，調(diào)整指示器靈敏度，使指示電表讀數(shù)達(dá)滿度（或

5、近滿度，“100”或“90”）。2.2 分別測定駐波腹點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)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(fù)載，重復(fù)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(diào)節(jié)單螺釘穿伸度約7mm，測量線探針移至駐波節(jié)點(diǎn)。調(diào)整可變衰減器，指示度靈敏度，必要時可調(diào)整測量線探針穿伸度（一般不調(diào)），使指示電表讀數(shù)接近“40”或“50”，讀取駐波節(jié)點(diǎn)幅值。3.2 緩慢移動探針，在駐波節(jié)點(diǎn)兩旁找到電表指示讀數(shù)為的兩個等指示度點(diǎn)，應(yīng)用測量線標(biāo)尺刻度讀取二個等指示度點(diǎn)對應(yīng)的探針位置讀數(shù)值和，重復(fù)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?shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理】1、短路12345umax99.098.799.298.598.9umin00000無窮2、匹配負(fù)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(fù)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(diǎn)的位置在實(shí)驗(yàn)中精確測準(zhǔn)不容易，如何比較準(zhǔn)確的測量？答：通過測量兩個波腹之間的多個點(diǎn)，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(diǎn)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