微波技术实验指导书(1)

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1、微波技术实验指导书微波技术实验指导书内蒙古工业大学信息工程学院电子系2012年8月微波技术实验指导书目录实验一、传输线调试及参数测试-2-实验二、衰减的测量-13-实验三、阻抗匹配网络的设计-17-微波技术实验指导书实验要求一、预习要求：实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。1.认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的计算。2.复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。3.熟悉实验任务，完成各实验“预习要求”中指定的内容，写好预习报告。二、实验要求：1.使用仪器前必须了解其性

2、能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。2.实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障后，经指导教师同意再继续实验。3.在进行微波测试时，终端尽量不要开口，以防止微波能量泄露。4.实验过程中应仔细观察实验现象，认真纪录实验结果(数据、波形、现象)。所纪录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。5.实验结束后，必须关断电源，并将仪器、设备、工具等按规定整理。6.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告并按

3、时上交。-23-微波技术实验指导书实验一、传输线调试与参数测试一、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。3．学习利用吸收式测量频率和波长的方法；4．掌握用测量线来测量波长和频率的方法；5．学会测量线的定标；6．掌握常用的大、中、小电压驻波比的测量方法，以及如何精确测量。二、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

4、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1KHZ左右，谐振时可从选放上

5、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-23-微波技术实验指导书用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。1．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（由选频放大

6、器读出）的位置d1和d2，同样找出D2点左右的d3和d4，则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，将选频放大器增益放大，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。-23-微波技术实验指导书5.驻波比的测量驻波比的测量是微波测量中最基本、最重要的内容之一。电压驻波比（简称驻波比）定义是：传输线中

7、电场最大值与最小值之比，即：式中为电场的归一化值（相对场强）。（1）直接法直接法测量传输线驻波的波幅点与波节点场强，由定义求得驻波比的方法称为直接法。该方法适用于测量中、小驻波比（即S<6）。如果测得驻波波幅点与波节点的指示器读数分别为与，根据晶体定标曲线可读得相应的与，则驻波比S为：（1-1）在实验中所使用的功率电平范围内，一般可近似地认为是平方律检波，即：，式中C为比例系数，则：，则（1-2）（2）等指示度法-23-微波技术实验指导书等指示度法是在驻波波节点附近测量数据，再根据驻波分布规律求其驻

8、波比。由长线理论可知，合成波波节点处相对场强可表示为：则从波节点向两侧移动探针，使指示器读数均为波节点指示器读数的K倍，等指示度（KImin）的宽度为W。KImin对应处的相对场强为：由于则（1-3）若K=2，且n=2（平方律检波），则：（1-4）当S>10时，很小，上式可简化为：-23-微波技术实验指导书（K=2，n=2）（3）功率衰减法功率衰减法测量驻波比是一种简便而准确的方法，它的测量精确度主要决定于标准可变衰减器的校准误差和测量线路的失配误差，而与晶体检波律无