微波传输特性和基本测量

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1、肇庆学院电子信息与机电工程学院现代物理实验实验报告年级班号实验日期：姓名：老师评定：实验题目：微波传输特性和基本测量一．实验目的：1.学会使用基本微波器件。2.了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传输特性。掌握频率、功率以及驻波比等基本量的测量。二．实验仪器：YM123标准信号发生器，GX2C小功率计，YM3892选频放大器，TC26波导型测量线，（TS7厘米波导精密衰减器，PX16直读式频率计），BD20三厘米波导系统，探头若干三、实验原理：1．微波的传输特性为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响，采用标准矩形波导管为微波传输线，并用TE10

2、波型。波导管具有三种工作状态：①当终端接“匹配负载”时，反射波不存在，波导中呈行波状态；②当终端接“短路片”、开路或接纯电抗性负载时，终端全反射，波导中呈纯驻波状态；③一般情况下，终端是部分反射，波导中传输的既不是行波，也不是纯驻波，而是呈行驻波状态。2．微波频率的测量用吸收式频率计PX16（直读式），测量范围8.2GHZ-12.4GHZ，误差≤±0.3%，当传输线中相当一部分功率进入频率计谐振腔内，而另一部分从耦合元件处反射回去。当调节频率计，使其自身空腔的固有频率与微波信号频率相同时产生谐振，用选频放大器测量，信号源须用内方波，重复频率为1

3、KHZ左右，谐振时可从选放上观察到信号幅度明显减少，以减幅最大位置为判断频率测量值的论据。3．微波功率的测量用GX2C小功率计配小功率探头直接测量连续或脉冲调制的射频平均功率。GX2C属于热电偶型，热电偶膜片既是传输线终端负载电阻，又见电磁场能→热能→直流电动势的转换器件。4．波导波长λg的测量λg在数值上为相邻两个驻波极值点（波腹或波节）距离的两倍，常采用测定驻波极小点的位置来求出λg。（1）用平均值法。找出两个相邻最小点的位置D1和D2，移动探针在驻波最小点D1左右找出两个具有相同幅度（由选放读出）的位置d1和d2，同样找出D2点左右的d3

4、和d4，则肇庆学院电子信息与机电工程学院现代物理实验实验报告年级班号实验日期：姓名：老师评定：D1、D2的位置在测量线上通过标尺读出。（2）用可变短路器。首先找出第一点最大点D1时，将选放增益放大，来回转动可变短路器，记下最小点时可变短路器上的刻度位置X1，然后改变可变短路器，找出另一个相邻最小点D2，再记下可变短路器上刻度位置X2，则，通过测出λg,可计算出频率和自由空间波长，有一一对应的关系。1．驻波比的测量由于终端负载不同，驻波比ρ有大、中、小之分。先粗略估计驻波比，再按照驻波比的三种情况精确测定ρ值。（1）大驻波比（ρ>6）的测量采用“

5、二倍极小功率法”：利用驻波测量线测量极小点两旁功率为其二倍的点坐标，进而求出d，则（ρ>>1）（2）中驻波比（1.5≤ρ≤6）的测量.(3)小驻波比(1.005≤ρ≤1.5)的测量驻波极大值点与极小值点的检波电流相差细微，故用测量多个相邻波腹与波节点的检波电流值，进而取平均的方法。肇庆学院电子信息与机电工程学院现代物理实验实验报告年级班号实验日期：姓名：老师评定：四。实验内容：1．熟悉有关仪器的基本原理和使用方法，连接好仪器。2．打开标准信号发生器的电源，电流调零，输出功率调到中档，输出频率调到10GHZ。信号工作方式置于“内方波”，重复频率用

6、“X10档”1KHZ左右。3．将选频放大器衰减档置于40dB档位，输入阻抗置200Ω，通频带置于32HZ。4．将选频放大器接到晶体检波器输出端，缓慢旋转频率计在10GHZ左右，当输出幅度降低到最低时候的频率，就测得信号源的输出频率。5．将选频放大器接到TC26测量线上，测量端口接上可变短路器，缓慢移动测量探针，测出两个相邻极小点附近辐度相等的两点坐标，用平均值方法，计算波导波长（也可用可变短路器直接测），测二组。6．线路同步骤5。用短路器测驻波比，测三组，（一般在1.5≤ρ≤6）。7．用匹配负载换下短路器，测小驻波比，测三组。8．标准信号源仍开

7、机不动。将功率计开机调整，并将校准因子调节好（例信号源为10。0GHZ时，标准因子调95%），再接上探头。然后把GX2-T3功率探头与信号源和功率计连接，慢慢增大信号源的输出功率，当输出最大时记录所测功率。测量完毕，一定要先拆下功率探头，再关功率计和信号源。五．思考与讨论：1驻波测量线的调节应注意哪些问题？2驻波测量线测定波导波长的方法是怎样的？λg与自由空间波长λ的大小关系如何？3为什么有时晶体检波管在速调管和检波二极管都完好的情况下，会出现输出信号很小的情况？应如何调节？六．数据记录与处理：实验题目：夫兰克-赫兹实验一、实验目的肇庆学院电子

8、信息与机电工程学院现代物理实验实验报告年级班号实验日期：姓名：老师评定：1、测量氩原子的第一激发电势，证明原子能级的存在，从而加深对量子化概念的认识。