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微波技术与天线实验
1
微波技术与天线实验
实验一微波测量仪器及其调整
实验目的
(1)熟悉基本微波测量仪器;
(2)了解各种常用微波器件;
(3)学会微波测量线的调整;
(4)学会测量微波波导波长和信号源频率.
一,基本微波测量仪器
微波测量技术是通信系统测试的重要分支之一,也是⑺可变短路器⑻匹配负
载
⑼吸收式衰减器⑽定向耦合器⑾隔离器
三,微波测量线的调整
1.微波测量系统组成
见图1-1.
2.测量线的调整
⑴将信号源设置在内调制状态,选择工作频率在10GHz,将衰减器调整到合适位
置.
⑵开槽测量线是指在波导宽边中央开一条狭窄的槽缝,在其中放一个可以沿槽
移动的
探针与波导中的电场耦合,并经检波二级管输出低频1kHz信号送入选频放大器
输出指示.
~测量线
图1-1微波测量系统
信号源
衰减器
或隔离器
定向耦合器
波长/频率计选频放大器
终端负载
2
为了保证输出有两处可以调整:探针深度调整和耦合输出匹配调整(教材P46),
探针深度既
不能太深,影响波导内场分布,也不能太浅,否则耦合输出太弱.
⑶反复调整输出衰减器,探针位置,探针耦合匹配,选频放大器灵敏度使测量线
工作
在最佳状态.
四,用测量线测波导波长和信号源频率
测量线的基本测量原理是基于无耗均匀传输线理论,当负载与测量线匹配时测量
线内是
行波,此时能量被负载完全吸收;当负载为短路或开路时,传输线上为纯驻波,能
量全部反
射.因此通过测量线上驻波比,然后换算出反射系数模值,再利用驻波最小点位置
lmin1便
得到微波信号特性和网络特性等.
1.波导波长的测量
按图1-1所示连接微波测量线系统,将系统调整到最佳工作状态,终端接上短路
片,从
负载端开始,旋转测量线上的探针位置,使选频放大器指示最小,此时即为测量线
等短路面,
记录此时的探针位置,记作zmin0;继续旋转探针位置,可得到一组指示最小点位
置z1,z2,
z3,z4,根据相邻波节点的距离是波导波长的1/2,故可由下式计算出波导波长:
+
+
+
=0min1
0min20min30min4
g2342
1
zz
zzzzzz
λ(1-1)
由教材P48,工作波长与波导波长有如下关系:
2
c
2
g
cg
λλ
λλ
λ
+
=(1-2)
式中,cλ为截止波长.一般波导工作在主模状态,其截止波长为:a2c=λ.对本实
验中波
导型号BJ-100,故宽边长度为mm86.22=a,代入上式算得工作波长,于是信号源工
作频
率由下式求得
λ
8103×
=f(1-3)
2.用吸收式频率计测量信号源工作频率
通过定向耦合器将一部分微波能量分配至频率测量支路,吸收式频率计连在定向
耦合器
和检波器之间,当吸收式频率计失谐时,微波能量几乎全部通过频率计,因此调整
检波器使
选频放大器输出最大,慢慢调节吸收频率计,当调至频率计谐振状态时,一部分微
波能量被
频率计吸收,此时选频放大器输出最小,读得吸收式频率计上指示的频率即为信
号源工作
频率,这就是用吸收式频率计测量信号源工作频率的原理.
将测量结果与用波导波长换算的结果进行比较.
五,数据记录
=0minz
测量次数1z2z3z4z
1
2
3
3
测量频率1f2f3f
(GHz)
六,实验报告要求
(1)实验目的;
(2)实验原理;
(3)实验数据及处理:
计算出波导波长及工作频率,并与吸收式频率计的测量值进行比较,说明误差可
能的原
因.
思考:测量线为什么在波导中心线开缝
(4)实验体会和建议.
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