第三章-微波信号频率及波长测量.ppt

2021/9/12 * 反应式波长计工作原理 当信号源与负载都匹配 串联接入主线 带入 考虑 得 并联接入主线 并联接入同样可得 在a-a面看到的外电路导纳为2Y0,经λ/4变换到 b-b面,GE认为Y0/2 2021/9/12 * 反应式波长计工作原理 负载功率 式中 失谐时 》1,有 谐振时 ,有P2达到最小值 由上两式可看出谐振曲线宽度 时 由上两式可看出谐振曲线宽度 下陷比 2021/9/12 * 反应式波长计工作原理 当接入支线不符合下式要求时 谐振曲线发生畸变 大牛股波长计接入的外部电路不匹配时,由外部反应到波长计b-b面上的不仅又电导分量 GE使其Q0降低为QL,其电纳分量使谐振频率发生偏移,称为频率牵引。 2021/9/12 * 传输式波长计 传输式波长计的输出口功率 其半功率响应出现在 ,有 为传输式谐振腔两个耦合口的耦合系数 2021/9/12 * 传输式波长计 传输/反射混合用法 传输式波长计有点: 其输入口所接引线只要求匹配,不计其长度,谐振曲线不会出现畸变情况 d的长度须按串联或并联选用合符规定的长度 2021/9/12 * 计数法 利用这些改进方法,计数式频率计已容易达到40GHz。随着取样器技术的发展,正向毫米波更高的频段发展。我们还可以采用一种变通的测量方法,即利用毫米波基波或谐波混频技术（外差变频）,将毫米波频率变换到通用微波数字频率计的测频范围进行测试。 2021/9/12 * 直接计数式频率计特点 信号波形 连续正弦波,非正弦波,脉冲波,甚至可以是调制（调幅、调频）后的载波频率; 对输入信号自动进行重复测量; 只能到微波频率低端 当测量较高频率,计数时开关翻转不过来,导致无法计数。 2021/9/12 * 毫米波频率与波长测量 微波波段:采用闭式谐振腔测波长 毫米波: 采用有闭式、开式和干涉法 2021/9/12 * 无源法测频率 利用微波谐振腔 同轴谐振腔 一般要求同轴线尺寸满足 D、d分别代表同轴线内外导体直径;λmin是上限波长 圆柱形谐振腔式 需仔细选择腔体尺寸 各种谐振式波长计。 2021/9/12 * 波长计 利用谐振现象测量无线电波波长的仪器。微波波长计通常用波导或同轴的可调谐振腔做成（见图）。谐振频率 f（或波长λ ）与调谐活塞的位置之间的关系预先用已知频率标准定标,根据活塞的位置可确定波的波长。谐振波长计的调谐精度主要决定于腔体有载 Q值（也与调谐机构回差、读数装置误差等因素有关）,而它的波长（频率）调谐范围取决于对干扰模式的抑制程度。因此,设计时应选择适当的工作模式和工作区。波长计与外电路耦合可用小孔或小环。按照腔谐振时对外电路反应情况,可分为通过式（或称为传输式）和吸收式(或称为反应式)两种波长计。前者,腔体有输入和输出两个耦合装置,谐振时腔内建立起较强的振荡,通过输出耦合使外电路指示I最大;而吸收式波长计的腔体仅有一个输入耦合装置,谐振时,通过耦合;腔内建立起较强的振荡,使外电路输出指示I最小（。毫米波波长计采用准光学腔,如共焦球面谐振腔、米切尔森干涉仪等 2021/9/12 * 谐振腔 微波谐振器又称作微波谐振腔,它广泛应用于微波信号源、微波滤波器及波长计中。它相当于低频集中参数的LC谐振回路,是一种基本的微波元件。谐振腔是速调管、磁控管等微波电子管的重要组成部分。 微波谐振器可由一段两端短路或两端开路的传输线段组成,电磁波在其上呈驻波分布,即电磁能量不能传输,只能来回振荡。因此,微波谐振器是具有储能与选频特性的微波元件。 微波谐振器可以定性地看作是由集中参数LC谐振回路过渡而来的,如图所示。 2021/9/12 * 谐振腔 微波谐振器中电磁能量关系和集中参数LC谐振回路中能量关系有许多相似之处,如图。 2021/9/12 * 谐振腔 但微波谐振器和LC谐振回路也有许多不同之处。 1、LC谐振回路的电场能量集中在电容器中,磁场能量集中在电感器,而微波谐振器是分布参数回路,电场能量和磁场能量是空间分布的; 2、LC谐振回路只有一个谐振频率,而微波谐振器一般有无限多个谐振频率;微波谐振器可以集中较多的能量,且损耗较小,因此它的品质因数远大于LC集中参数回路的品质因数,另外,微波谐振器有不同的谐振模式(即谐振波型)。 微波谐振器有两个基本参量:谐振频率f0 (或谐振波长?0 )和品质因数Q。 2021/9/12 * 谐振腔参数 谐振频率f0 谐振频率f0是指谐振器中该模式的场量发生谐振时的频率,也经常用谐振波长?0表示。它是描述谐振器中电磁能量振荡规律的参量。 谐振频率可采用电纳法分析。在谐振时,谐振器内电场能量和磁场能量彼此相互