微波技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書

1、微波技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書電子信息工程學(xué)院微波技術(shù)基礎(chǔ)實驗課程組編2013.02實驗一 微波測量系統(tǒng)的認識與調(diào)試一、實驗?zāi)康呐c要求應(yīng)用所學(xué)微波技術(shù)的有關(guān)理論知識，理解微波測量系統(tǒng)的工作原理，掌握調(diào)整和使用微波信號源的方法，學(xué)會使用微波測量系統(tǒng)測量微波信號電場的振幅。了解有關(guān)微波儀器儀表，微波元器件的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法。二、實驗內(nèi)容1掌握下列儀器儀表的工作原理和使用方法三厘米標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器（YM1123）、三厘米波導(dǎo)測量線（TC26）、選頻放大器（YM3892）。2了解下列微波元器件的原理、結(jié)構(gòu)和使用方法波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器（BD20-9）、E-H面阻抗雙路調(diào)配器（BD20-8）、測量線（TC26）和可

2、變短路器（BD20-6）等。三、實驗原理本實驗的微波測試系統(tǒng)的組成框圖如圖一所示可變衰減器選頻放大器晶體檢波器微波頻率計數(shù)字功率計功率探頭魔TE-H面調(diào)配器信號源波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器測量線單螺釘調(diào)配器H面彎波導(dǎo)定向耦合器圖 1它主要由微波信號源、波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、E-H面阻抗雙路調(diào)配器、測量線和選頻放大器主要部分組成。下面分別敘述各部分的功能和工作原理，其它一些微波元器件我們將在以后的實驗中一一介紹。1微波信號源（YM1123）1.1基本功能1.1.1提供頻率在7.512.5GHz范圍連續(xù)可調(diào)的微波信號。1.1.2該信號源可提供“等幅”的微波信號，也可工作在“脈沖”調(diào)制狀態(tài)。本系統(tǒng)實驗中指示器為選頻放

3、大器時，信號源工作在1KHz “”方波調(diào)制輸出方式。1.2工作原理1.2.1本信號源采用體效應(yīng)振蕩器作為微波振蕩源。體效應(yīng)振蕩器采用砷化鎵體效應(yīng)二極管作為微波振蕩管。振蕩系統(tǒng)是一個同軸型的單回路諧振腔。微波振蕩頻率的范圍變化是通過調(diào)諧S型非接觸抗流式活塞的位置來實現(xiàn)的，是由電容耦合引出的功率輸出。1.2.2本信號源采用截止式衰減器調(diào)節(jié)信號源輸出功率的強弱。截止式衰減器用截止波導(dǎo)組成，其電場源沿軸線方向的幅度是按指數(shù)規(guī)律衰減。衰減量（用dB表示）與軸線距離L成線性關(guān)系，具有量程大的特點。1.2.3本信號源用微波鐵氧體構(gòu)成隔離器。在微波測量系統(tǒng)中，一方面信號源需要向負載提供一個穩(wěn)定的輸出功率；另一

4、方面負載的不匹配狀態(tài)引起的反射破壞信號源工作的穩(wěn)定性，使幅、頻發(fā)生改變、跳模等。為了解決這個問題，往往在信號源的輸出端接一“單向傳輸”的微波器件。它允許信號源的功率傳向負載，而負載引起的反射卻不能傳向信號源。這種微波器件稱之“隔離器”。這類隔離器在3cm波段可以做到正向衰減小于0.5dB，反向衰減25dB。駐波比可達1.1左右。隔離器上箭頭指示方向即為微波功率的正向傳輸方向。1.2.4本信號源采用PIN管作控制元件，對微波信號進行方波、脈沖波的調(diào)制。1.2.5本信號源功率輸出端接有帶通濾波器。它濾去7.512.5GHz頻率范圍的諧波，使信號源輸出信號頻譜更純凈。注1：打開信號源的上蓋板，即可看

5、到信號源的同軸諧振腔、截止式衰減器、PIN調(diào)制器和帶通濾波器等結(jié)構(gòu)。注2：有些單位采用本公司生產(chǎn)的YM1124信號發(fā)生器。它是9.37GHz點頻信號源，采用介質(zhì)振蕩技術(shù)。頻率穩(wěn)定度高、輸出功率大、有“等幅”和“1KHz”方波兩種工作狀態(tài)。輸出為BJ100波導(dǎo)口。2波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器（BD20-9）2.1基本功能提供從同軸輸入到波導(dǎo)輸出的轉(zhuǎn)換。2.2工作原理波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器是將信號由同軸轉(zhuǎn)換成波導(dǎo)傳輸。耦合元件是一插入波導(dǎo)內(nèi)的探針，等效于一電偶極子。由于它的輻射在波導(dǎo)中建立起微波能量。探針是由波導(dǎo)寬邊中線伸入，激勵是對稱的。選擇探針與短路面的位置，使短路面的反射與探針的反射相互抵消，達到較佳的匹配。3

6、E-H面阻抗雙路調(diào)配器（BD20-8）3.1基本功能微波傳輸（測量）系統(tǒng)中，經(jīng)常引入不同形式的不連續(xù)性，來構(gòu)成元件或達到匹配的目的。E-H面阻抗調(diào)配器是雙支節(jié)調(diào)配器。在主傳輸波導(dǎo)固定的位置上的E面（寬邊）和H面（窄邊）并接兩個支節(jié)。通過調(diào)節(jié)二個支節(jié)的長度以達到系統(tǒng)調(diào)配。3.2結(jié)構(gòu)和工作原理E-H面阻抗調(diào)配器是由一個雙T波導(dǎo)和兩只調(diào)節(jié)活塞組成。調(diào)節(jié)活塞是簧片式的接觸活塞。調(diào)節(jié)E面活塞，等于串聯(lián)電抗變化，調(diào)節(jié)H面活塞等于并聯(lián)電納的變化（兩者配合使用）。4微波測量線（TC26）4.1基本功能微波測量線是用來測量微波傳輸線中合成電場（沿軸線）分布狀態(tài)（含最大值、最小值和其相對應(yīng)的位置）的設(shè)備。利用微波

7、測量線（系統(tǒng)）可以測得微波傳輸中合成波波腹（節(jié)）點的位置和對應(yīng)的場幅、波導(dǎo)波長（相波長）和駐波比等參數(shù)。微波測量線有同軸測量線和波導(dǎo)測量線。本實驗采用波導(dǎo)測量線。4.2結(jié)構(gòu)和工作原理本實驗中的測量線采用BJ-100型矩型波導(dǎo)，其寬邊尺寸為22.86mm，窄邊尺寸為10.16mm，頻率范圍為8.212.5GHz。測量線一般包括開槽線、探針耦合指示機構(gòu)及位置移動裝置三部分。當(dāng)測量線接入測試系統(tǒng)時，在它的波導(dǎo)中就建立起駐波電磁場。眾所周知，駐波電場在波導(dǎo)寬邊正中央最大，沿軸向成周期函數(shù)分布。在矩形波導(dǎo)的寬邊中央于它軸的方向開一條狹槽，并且伸入一根金屬探針2，則探針與傳輸波導(dǎo)1電力線平行耦合的結(jié)果，必

8、然得到感應(yīng)電壓，它的大小正比于該處的場強，交流電流在同軸腔3組成的探針電路內(nèi)，由微波二極管4檢波后把信號加到外接指示器，回到同軸腔外導(dǎo)體成一閉合回路。因此指示器的讀數(shù)可以間接表示場強的大小。1、傳輸波導(dǎo)2、探針3、同軸腔4、微波二極管5、調(diào)諧活塞6、檢波滑座412356圖2 波導(dǎo)測量線工作原理示意圖當(dāng)探針沿槽移動時，指示器就會出現(xiàn)電場強度Emax和Emin。從而求得： 由標(biāo)尺指出探針位置可以測出極小點至不連續(xù)面的距離dmin，從而可以測量阻抗。調(diào)諧活塞5在檢波頭中使晶體處于駐波的腹點以得到最大指示。檢波滑座6用來支持檢波頭，并可沿軸向移動。在移動時保證探針與波導(dǎo)的相對位置不變。5選頻放大器（Y

9、M3892）本實驗采用選頻放大器對微波二極管的檢波電流進行（線性）放大。5.1基本功能本選頻放大器由四級低噪聲運算放大器組成的高增益音頻放大和選頻網(wǎng)絡(luò)組成。可使放大電路在“窄帶內(nèi)”對微弱音頻信號進行放大，以減小噪聲和微波信號源中寄生調(diào)頻的影響，保證測量的精度。5.2結(jié)構(gòu)和工作原理在信號源內(nèi)用1KHz的方波對微波信號（如10GHz）進行調(diào)幅后輸出。此調(diào)幅波在測量線內(nèi)仍保持其微波特征。測量線輸出端所接負載的特性決定其分布狀態(tài)。由小探針檢測經(jīng)微波二極管檢波所得的1KHz方波包絡(luò)表征其微波性能指標(biāo)。選頻放大器則對此1KHz方波進行有效放大。YM3892選頻放大器是一個增益60dB，可調(diào)帶寬40Hz，中

10、心頻率1KHz的放大器，滿足不同輸入幅度的可調(diào)。表頭指示弧線2條，第一條上標(biāo)值為線性指示，下為相應(yīng)的對數(shù)（dB）指示。第二條為駐波比指示，上為駐波比13，下為3.210。6可變短路器（BD20-6）可變短路器由短路活塞與一套傳動讀數(shù)裝置構(gòu)成?；钊麨閮晒?jié)抗流形式，傳動絲桿帶動活塞作相對于波導(dǎo)軸線移動，并由讀數(shù)裝置上讀得其相對行程。改變短路面的位置，也就改變參考面的電抗和電納，使節(jié)點的位置發(fā)生偏移。四、實驗步驟1按圖1連接微波儀器儀表和微波元器件。將選頻放大器的輸入端和測量線同軸腔用Q9電纜線相連。接通選頻放大器電源開關(guān)。2微波信號源開機后，工作狀態(tài)的指示燈在最右邊位置，此工作狀態(tài)下沒有微波功率輸

11、出。由于本實驗中指示器為選頻放大器，故信號源“重復(fù)頻率”量程置于“×10”，園盤刻度置于“100”處（在信號源的左中、下角）（調(diào)好將不再變動）。信號源面板有“衰減”和“頻率”顯示值。輸出功率由“衰減”調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)，順時針輸出減小，逆時針輸出變大。本實驗只調(diào)節(jié)“衰減”調(diào)節(jié)旋鈕來獲得適合的功率（兩旁的旋鈕即“調(diào)零”和“衰減調(diào)零”是在接上附件“電平探頭”時才起作用）。3“調(diào)諧”旋鈕調(diào)節(jié)使信號源的工作頻率發(fā)生改變，順時針頻率升高，逆時針頻率降低。置工作頻率在自己所需的頻率點，如10.00GHz（從數(shù)字顯示上直讀）。4接可變短路器在測量線的輸出端，移動可變短路器刻度到0.00。5通過信號源工作

12、狀態(tài) 鍵，置工作狀態(tài)在“”方波狀態(tài)。此時信號源輸出的是1KHz方波調(diào)制下的（10GHz）微波功率。注意：為防止在拆裝微波元器件時，微波功率從波導(dǎo)中輻射，請將工作狀態(tài)通過 選擇在最右邊位置“外整步”后再拆裝。測試時置于“”方波狀態(tài)。6選頻放大器輸入阻抗置于“200K”，“正常5dB”開關(guān)置于“正?！睜顟B(tài)，（5dB為使輸入信號減小5dB）。右上部“通帶”放在“40Hz”（帶寬越窄，通帶Q值越高，增益越高）。7此時整個系統(tǒng)已工作。依次調(diào)節(jié)E-H調(diào)配器、E面和H面羅盤，改變信號源功率輸出。調(diào)節(jié)選頻放大器“頻率微調(diào)”，使信號發(fā)生器1KHz方波調(diào)制信號與選頻中的頻率相一致。一般開機時調(diào)準(zhǔn)，開機半小時后再微

13、調(diào)一下。本實驗中根據(jù)輸入信號的大小，調(diào)節(jié)“分貝”檔位開關(guān)及“增益”電位器來滿足波腹節(jié)的讀數(shù)需求。實際使用中盡量把增益開關(guān)置于“4060dB”三檔中使用。使信號源基本滿足測量線檢波器的平方律檢波段。8移動TC26測量線的檢波滑座和調(diào)諧活塞（指探頭側(cè)面的園螺盤）的位置，使探針位于波腹點，即選頻放大器指示值最大，并按步驟7、8反復(fù)調(diào)節(jié)。9記下測量線標(biāo)尺值L1，移動可變短路器一定距離，如5mm。轉(zhuǎn)動測量線檢波滑座重新找到最大值，記下測量線標(biāo)尺值L2。此時應(yīng)有5mm左右。重復(fù)上述步驟，熟悉短路面的位置改變，會改變參考面的電抗和電納，使腹節(jié)點的位置發(fā)生偏移。思考題：1YM1123信號源是由哪些微波元器件組

14、成，各部分起什么作用？2測量線由哪幾個部分組成，它們的作用是什么？實驗二 頻率測量一、實驗的目的和要求應(yīng)用所學(xué)過的微波技術(shù)有關(guān)理論知識，理解和掌握微波頻率的測量方法，了解晶體檢波器的工作原理，掌握晶體檢波器在微波測量中的應(yīng)用。二、實驗內(nèi)容1掌握微波頻率計（PX16）和晶體檢波器（BD20-4）的工作原理和使用方法。2了解定向耦合器（BD20-5）、H面彎波導(dǎo)（BD20-14）等微波元器件的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法。三、實驗原理在微波測量中，測量頻率的方法很多，本實驗所采用的是利用圓柱形諧振腔通過耦合吸收傳輸波導(dǎo)中的能量而使傳輸波導(dǎo)能量減少的方法。本實驗的微波測量系統(tǒng)的組成如圖一所示下面敘述有關(guān)部分

15、的功能和工作原理1 定向耦合器（BD20-5）定向耦合器的外形成十字形，它的耦合元件是主副波導(dǎo)相對寬邊之間的一對十字槽，能量通過這一對十字槽耦合到副波導(dǎo)中。當(dāng)主波導(dǎo)的能量沿正方向傳輸時，副波導(dǎo)耦合所得能量在它的傳輸方向是迭加，而與此相反的方向則互相抵消。副波導(dǎo)中的這一端裝有一匹配負載，以吸收未抵消盡的能量。本實驗是利用副線中傳輸?shù)哪芰窟M行頻率測量。2 H面彎波導(dǎo)（BD20-14）H面彎波導(dǎo)采用平緩弧形轉(zhuǎn)彎，改變波導(dǎo)寬邊的軸線。由于波導(dǎo)之間的連接是硬連接，因此根據(jù)傳輸方向的改變和微波元器件所放位置的需要，銜生出E面、H面的各種彎波導(dǎo)、扭波導(dǎo)等器件以供測量傳輸中選用。3 微波頻率計（PX16）微波

16、頻率計是由傳輸波導(dǎo)與圓柱形諧振腔和直讀顯示機構(gòu)構(gòu)成。它利用長方形孔磁耦合來激勵，諧振腔的活塞為抗流形式。此頻率計是吸收直讀式頻率計。當(dāng)頻率計的腔體諧振頻率與被測頻率一致時，由指示器可明顯看出傳輸功率有一個明顯的跌落4 晶體檢波器（BD20-4）微波測量中常用經(jīng)晶體檢波器的感應(yīng)電壓來反映微波功率的大小。晶體檢波器由前置三螺釘調(diào)配器、晶體管座和調(diào)節(jié)活塞組成。螺釘調(diào)配器的原理與支節(jié)匹配的原理相同。晶體管座是一節(jié)可以插入晶體管的波導(dǎo)。當(dāng)晶體插入時，相當(dāng)于在波導(dǎo)中引入一個電的探針，感應(yīng)電壓經(jīng)過晶體檢波，它的輸出接到指示器上，可以得到微波功率的相對指示。調(diào)節(jié)活塞用來使晶體處于駐波的腹點以得到最大指示。四、

17、實驗步驟方法一：1將測量線上Q9電線接頭拔下，接頭連接到晶體檢波器Q9插座上。本實驗選頻放大器將指示晶體檢波器輸出的大小。2調(diào)節(jié)晶體檢波器的短路活塞圓盤，使晶體檢波管的位置處于波腹點，選頻放大器指示最大。3分別仔細調(diào)節(jié)晶體檢波器的三個螺釘。（上面二個，下面一個），使其匹配，獲得最大指示。可通過調(diào)節(jié)選頻放大器“分貝”、“增益”使指示在表頭的位置左右。4重復(fù)2、3步驟。5緩慢旋轉(zhuǎn)頻率計轉(zhuǎn)盤，并觀察選頻放大器的表頭指針的變化。當(dāng)表頭指針突然跌落，細調(diào)指針到最小點。讀取頻率計二橫紅尺間與豎紅線的交叉點的刻度值。此值即為信號源的工作頻率。例：信號源的工作頻率置于10.00GHz，則可在頻率計10.00G

18、Hz附近尋找吸收峰。此時頻率計刻度若為10.05GHz，則信號源的實際工作頻率為10.05GHz。6.將測得數(shù)據(jù)填入下表，并計算出平均測量功率及相對誤差。序數(shù)1234理論頻率（GHZ）測量頻率（GHZ）方法二：1在測量線的輸出端接上短路板。2 信號源置于“”方波狀態(tài)，并記下此時信號源工作頻率。例10.00GHz。3由于測量線終端接短路片，波導(dǎo)內(nèi)形成駐波狀態(tài)。移動測量線到波節(jié)點附近，記下1號波節(jié)點的位置讀數(shù)，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)測量線，記下2號波節(jié)點的位置讀數(shù)。兩個讀數(shù)之差就是半個波導(dǎo)波長g。4將測得數(shù)據(jù)填入下表。1號波節(jié)點Z1左Z1右Z1節(jié)2號波節(jié)點Z2左Z2右Z2節(jié)g（測量值）5.根據(jù) ，其中a=2.2

19、86cm，計算出三個數(shù)值，填入下表后求平均值。（計算值）=再根據(jù)，即可求得所求頻率。思考題：1吸收式頻率計使用哪些微波工作原理？2本實驗中晶體檢波器起什么作用？實驗三 波導(dǎo)波長（導(dǎo)內(nèi)波長）的測量和駐波測量一、實驗?zāi)康暮鸵髴?yīng)用所學(xué)理論知識，理解和掌握單模矩形波導(dǎo)短路情況下內(nèi)部電場沿軸線的分布規(guī)律。學(xué)會利用微波測量系統(tǒng)測量波導(dǎo)內(nèi)部導(dǎo)行波的相波長（波導(dǎo)波長或稱導(dǎo)內(nèi)波長g）。駐波系數(shù)的測量是微波測量中最基本的測量。本實驗要求學(xué)會利用測量線進行駐波測量。二、實驗內(nèi)容1利用微波測量系統(tǒng)測量波導(dǎo)內(nèi)部的波導(dǎo)波長g。2用直接法測量電容性、電感性膜片和匹配負載（BD20-7）等的駐波系數(shù)。3用等指示度法測量短路

20、情況下（接上短路板）的大駐波系數(shù)。三、實驗原理當(dāng)矩形波導(dǎo)（單模傳輸TE10模）終端（Z0）短路時，將形成駐波狀態(tài)。波導(dǎo)內(nèi)部電場強度（參見圖3之坐標(biāo)系）表達式為：在波導(dǎo)寬面中線沿軸線方向開縫的剖面上，電場強度的幅度分布如圖3所示。將探針由縫中插入波導(dǎo)并沿軸向移動，即可檢測電場強度的幅度沿軸線方向的分布狀態(tài)（如波節(jié)點和波腹點的位置等）。YbZ0aX圖 3終端短路面1 測量波導(dǎo)波長（g）將測量線終端短路后，波導(dǎo)內(nèi)形成駐波狀態(tài)。調(diào)探針位置旋鈕至電壓波節(jié)點處，選頻放大器電流表表頭指示值為零，測得兩個相鄰的電壓波節(jié)點位置（讀得對應(yīng)的游標(biāo)卡尺上的刻度值Z1節(jié)和Z2節(jié)），就可求得波導(dǎo)波長為：由于在電壓波節(jié)點附

21、近，電場（及對應(yīng)的晶體檢波電流）非常小，導(dǎo)致測量線探針移動“足夠長”的距離，選頻放大器表頭指針都在零處“不動”（實際上是眼睛未察覺出指針有微小移動或指針因惰性未移動），因而很難準(zhǔn)確確定電壓波節(jié)點位置，具體測法如下：把小探針位置調(diào)至電壓波節(jié)點附近，盡量加大選頻放大器的靈敏度（減小衰減量），使波節(jié)點附近電流變化對位置非常敏感（即小探針位置稍有變化，選頻放大器表頭指示值就有明顯變化）。記取同一電壓波節(jié)點兩側(cè)電流值相同（I0）時小探針?biāo)幍膬蓚€不同位置（Z1左及Z1右）（電流值越小越精確），則其平均值即為理論節(jié)點位置：用相同的方法測得相鄰電壓波節(jié)點（Z2節(jié)）處的Z2左及Z2右最后可得（參見圖4）Z2右

22、Z2節(jié)Z1節(jié)I00圖 4Z腹Z2左Z1右Z1左IZ注意： 測出一個電壓波節(jié)點位置之后，將小探針向相鄰波節(jié)點移動時，要隨時加大選頻放大器的衰減量，以防選頻放大器電流表過載損壞！ 為檢驗測量的準(zhǔn)確性，可以應(yīng)用理論公式進行驗算：其中：，2 測量電壓駐波比（）駐波系數(shù)測量是微波測量中最基本的測量。通過駐波測量，不僅可以了解傳輸線上的場分布，而且可以測量阻抗、波長、相位移、衰減、Q值等其它參量，傳輸線上存在駐波時，能量不能有效地傳到負載，這就增加了損耗；大功率傳輸時，由于駐波的存在，駐波電場的最大點處可能產(chǎn)生擊穿打火，因而駐波的測量以及調(diào)配是十分重要的。根據(jù)駐波系數(shù)定義，可知的取值范圍為1，通常按的大小

23、可分三類： 3為小駐波比 ； 310為中駐波比 ； 10為大駐波比。駐波系數(shù)的測量方法很多，有測量線法、反射計法、電橋法和諧振法等，用測量線進行駐波系數(shù)測量的主要方法及應(yīng)用條件由表1列出：表1 用測量線測駐波系數(shù)的方法及應(yīng)用條件測試方法應(yīng)用條件直接法中小駐波比10等指示度法大駐波比10功率衰減法適用任意駐波比節(jié)點偏移法適用源駐波比移動終端法適用測量線剩余駐波比這里我們將介紹用測量線測量駐波比的直接法和等指示度法。（1）直接法：測試方框如圖1。在測量線的端口連接待測的微波元器件。將測量線探頭沿線移動，測出相應(yīng)各點的駐波場強分布，找到駐波電場的最大點與最小點，直接代入如下公式就可以得到其駐波比。如

24、測量線上的晶體檢波律為n，則： 為輸出電表指示。通常在實驗室條件下檢波功率電平較小，可以認為基本特性為平方律，即n2，有為提高測量精度，必須盡量使電表指針偏在滿刻度以上。當(dāng)駐波系數(shù)在1.051.5時，由于駐波場的最大與最小值相差不大，且變化不尖銳，不易測準(zhǔn)。為提高測量準(zhǔn)確度，可移動探針到幾個波腹與波節(jié)點，記錄數(shù)據(jù)，然后取其平均值。直接法的測試范圍受限于晶體的噪聲電平及平方律檢波范圍。本實驗中使用的選頻放大器已近似按平方律檢波的規(guī)律，直接標(biāo)出駐波比小于10的刻度，可讀出駐波比值。方法是：測量線滑座調(diào)到波腹點，調(diào)節(jié)選頻放大器的衰減旋鈕，使表頭指示值到滿刻度。然后調(diào)節(jié)測量線滑座至波節(jié)點（即指示最小值

25、）。此時選頻放大器駐波比刻度的值即為負載的駐波比。如駐波比4，則“分貝”開關(guān)增加10dB，讀下刻度3.210的刻度值。（2）等指示度法（二倍最小法）：當(dāng)被測器件的駐波系數(shù)大于10時，由于駐波最大與最小處的電壓相差很大，若在駐波最小點處使晶體輸出的指示電表上得到明顯的偏轉(zhuǎn)，那么在駐波最大點時由于電壓較大，往往使晶體的檢波特性偏離平方律，這樣用直接法測量就會引入很大的誤差。等指示度法是通過測量駐波圖形在最小點附近場強的分布規(guī)律，從而計算出駐波系數(shù)，如圖五所示。若最小點處的電表指示為Z，在最小點兩邊取等指示點，兩等指示度點之間的距離為W，有，設(shè)晶體檢波律為n，由駐波場的分布公式可以推出： （1）通常

26、取K2（二倍最小法），且設(shè)n2，有 （2） W Z1節(jié) Zmin Z2節(jié) D 圖五 最小點附近場分布當(dāng)10時，上式可簡化為 （3）只要測出波導(dǎo)波長及相應(yīng)于兩倍最小點讀數(shù)的兩點Z1節(jié)、Z2節(jié)之間的距離W，代入（3）式，即可求出駐波比?？梢钥吹?，駐波系數(shù)越大，的值就愈小，因而，寬度W和波導(dǎo)波長的測量精度對測量結(jié)果的影響很大，特別是在大駐波比時，須要用高精度的位置指示裝置如千分表，測量線探針移動時應(yīng)盡可能朝一個方向，不要來回晃動，以免測量線齒輪間隙的“回差”影響精度，在測量駐波最小點位置時，為減小誤差，亦必須采用“交叉讀數(shù)法”。3BD20-7匹配負載 1.05BD20-7匹配負載在一個終端短路的波導(dǎo)

27、中沿電場方向，即波導(dǎo)的軸線位置有一劈形的鍍鎳鉻的玻璃吸收片。吸收片相對于法蘭的距離是固定的。四、實驗步驟1用直接法測量駐波比小于10的負載的駐波比。在測量線的輸出端分別接上 容性膜片匹配負載 1.3 感性膜片匹配負載 1.9 N8探頭（功率計附件） 1.6 匹配負載 1.051.1按實驗一連接微波測試系統(tǒng)。在測量線的輸出端接上容性膜片+匹配負載。1.2接通信號源電源，工作狀態(tài)置“”方波工作方式。選頻放大器的輸入電纜接測量線Q9插座，接通選頻放大器電源。按實驗一要求調(diào)整微波測試系統(tǒng)。1.3調(diào)節(jié)測量線調(diào)諧活塞，使選頻放大器指示最大。調(diào)節(jié)“衰減”旋鈕，使指針位于滿度（1000）處。移動測量線滑座，找

28、到波節(jié)點。在選頻放大器的第二根曲線上直讀出電容膜片插入的駐波比。例：1.35。實驗者可移動測量滑座找不同的波腹點、波節(jié)點，并讀出駐波比。1.4用上述方法分別測出感性膜片、N8探頭和匹配負載等的駐波比，填入下表。次數(shù)感性膜片N8探頭匹配負載11=1=1=22=2=2=33=3=3=平均=平均=平均=注：在拆負載前，請將信號源工作狀態(tài)置于“外整步”，裝好后再置“”方波狀態(tài)。2波導(dǎo)波長（g）的測量2.1在測量線的輸出端接上短路板。2.2信號源置于“”方波狀態(tài)，并記下此時信號源工作頻率。例10.00GHz。2.3由于測量線終端接短路片，波導(dǎo)內(nèi)形成駐波狀態(tài)。移動測量線到波節(jié)點附近。注意：再按實驗原理中的

29、有關(guān)講解，用“平均值法“測得有關(guān)數(shù)據(jù)（或經(jīng)計算）填入下表：1號波節(jié)點Z1左Z1右Z1節(jié)2號波節(jié)點Z2左Z2右Z2節(jié)g（測量值）g（理論值）3大駐波比的測量（等指示度法）3.1在測量線輸出端，接上短路板，移動位置，頂上千分表。3.2再按實驗原理中的有關(guān)介紹。通過千分表，用交叉讀數(shù)法，求得W值。根據(jù)上步實驗得出的g。通過公式：可算求大駐波比。例：波節(jié)點時選頻放大器指示為100，則。測得W。提示：可通過增大選頻放大器的靈敏度（減小衰減量），同時可適當(dāng)增大信號源的輸出功率（“衰減調(diào)節(jié)“旋鈕逆時針轉(zhuǎn)動），使波節(jié)點指示增大。注：先從一個方向移動測量線滑座到選頻放大器指示在200，記下千分表刻度，例千分表外

30、環(huán)指針指在49。同一方向移動測量線滑座到選頻放大器指示減小到100，再同方向移動測量線滑座到選頻放大器指示又在200時，記下千分表刻度。例千分表外環(huán)指針指在56，則。工作頻率10.00GHz，測得g39.8mm，計算思考題：1駐波比的定義是什么？2表達反射系數(shù)、駐波比和行波系數(shù)三者之間的關(guān)系。3反射系數(shù)、駐波比和行波系數(shù)反映負載與傳輸線的什么關(guān)系？實驗四 阻抗測量（歸一化阻抗測試實例）一、實驗?zāi)康暮鸵髴?yīng)用所學(xué)的理論知識，學(xué)會并掌握利用微波測量線系統(tǒng)測量微波負載阻抗（或?qū)Ъ{）的方法，熟悉阻抗園圖應(yīng)用。二、實驗內(nèi)容利用微波測量線系統(tǒng)測量電容性膜片和電感性膜片的阻抗。其中需先測量出駐波比和電壓波節(jié)

31、點到終端開口處的距離，然后利用阻抗園圖求出它們阻抗的歸一化值。三、實驗原理在微波波段內(nèi)，測量阻抗的方法很多。最常用的方法就是本實驗所采用的利用微波測量線系統(tǒng)測量阻抗的方法，基本原理如下：首先利用微波測量線系統(tǒng)測量（在給定終端負載條件下）沿線駐波比（）及第一電壓波節(jié)點到終端的距離（）。然后利用阻抗園圖求出歸一化負載阻抗（）。1 測量駐波比在實驗過程中，可按如下方法估算駐波比。使晶體檢波器工作于小信號狀態(tài)（加大信號源輸出的衰減量），測出沿線電壓波腹點處對應(yīng)的選頻放大器電流表表頭指示的最大值（Imax）及電壓波節(jié)點處對應(yīng)的選頻放大器電流表表頭指示的最小值（Imin），沿線駐波比可按下式估算：另外本實

32、驗使用的YM3892選頻放大器，已近似按平方律基本的規(guī)律刻度了駐波比，由此也可估算駐波比。具體方法是：先在電壓波腹點調(diào)選頻放大器的衰減旋鈕，使其電流表表頭指示值達滿刻度，然后調(diào)節(jié)測量線小探針位置旋鈕至電壓波節(jié)點，此時對應(yīng)的選頻放大器電流表指針?biāo)傅鸟v波比刻度值即為晶體按平方律基本時的駐波比的近似值。應(yīng)該指出，此方法為視檢波晶體按平方律檢波時而給出的駐波比的近似值。2 測量第一電壓波節(jié)點到終端的距離由于受到測量線所開縫隙的限制，小探針無法移到接負載的位置，也即不能直接測量第一電壓波節(jié)點到終端的距離（），可以采用間接測量法如下。首先將短路片與測量線終端連接。此時，沿線為駐波狀態(tài)。終端為電壓波節(jié)點，

33、并且，由終端向信號源方向沿線每移動半個相波長（）的距離就會出現(xiàn)一個電壓波節(jié)點。因此，總會有幾個電壓波節(jié)點落在測量線刻度區(qū)之內(nèi)，取測量線中間部分的一個電壓波節(jié)點作為測量的起點（測量線開縫邊緣部分泄漏誤差較大），記該點位置（由游標(biāo)卡尺讀出）為Zoa，該點可視為終端負載的（參考）位置。 參見圖6（a）圖 6dE00ZobZoaZZZ0Zoa（a）EZ0（b）然后，將被測負載加匹配負載與測量線終端連接。此時，沿線呈行駐波狀態(tài)。電壓波節(jié)點在圖6（a）的基礎(chǔ)上依次向右（負載方向）平移長度 參見圖6（b）。測出在負載一側(cè)離Zoa位置最近的一個（新）電壓波節(jié)點的位置（記為Zob），則被測負載加匹配負載時，第一

34、電壓波節(jié)點到終端的距離求為：由駐波比和d的值，在阻抗園圖上即可求出被測負載的歸一化阻抗。本實驗在微波傳輸系統(tǒng)中插入電感性膜片和電容性膜片。用上述方法測出電感性膜片加匹配負載和電容性膜片加匹配負載的歸一化阻抗和阻抗。（a）電感性膜片jBYobb（b）電容性膜片圖7波導(dǎo)中金屬膜片及其等效導(dǎo)納本實驗所用膜片中 =22.86 =15.6 單位：毫米（mm）=10.16 =6由于波導(dǎo)中插入了金屬膜片，破壞波導(dǎo)原來的邊界條件。電感性膜片等效為一感納，電容性膜片等效為一容納。由于上述的不連續(xù)性而引入的電納值可以測量出其反射系數(shù)，并在歸一化阻抗圓圖上得到它的感納和容納值（根據(jù)給出的尺寸，實驗者可將測量測量結(jié)果

35、值與理論公式計算值進行比較）。利用金屬膜片可以構(gòu)成諧振腔、移相器等。四、實驗步驟短路板匹配負載R+jXL膜片測量線匹配負載R-jXC膜片1測量線輸出端接上短路板。2測出波導(dǎo)波長g。（兩節(jié)點間矩為半波長）例：信號源工作頻率10.00GHz，測到某波節(jié)點在測量線滑座標(biāo)尺為167.4mm。調(diào)節(jié)測量線至下一個波節(jié)點。此時應(yīng)一邊調(diào)節(jié)測量線滑座，一邊調(diào)整選頻放大器“分貝”檔，不要打表針。找到波節(jié)點時，再放大選頻放大器指示。記下此時測量線滑座標(biāo)尺為147.5mm。反復(fù)幾次，記下各次數(shù)值，求其平均值。此時：3確定參考面在測量線的刻度值3.1測量線滑座移到中間位置。3.2測量線輸出端仍接短路板。3.3找出波節(jié)點

36、。由于接短路板，使系統(tǒng)處于全反射狀態(tài)，波節(jié)點信號很小。因此盡可能開大選頻放大器增益在60dB處。記下標(biāo)尺位置為起始值d1，例167.4mm。4測電感性膜片連接匹配負載時的歸一化阻抗4.1信號源工作狀態(tài)置“外整步”。拆下短路板，接上感性片和匹配負載。信號源工作狀態(tài)置“”。4.2調(diào)節(jié)測量線滑座，向信號源方向移動。找出波節(jié)點（指示最小處），讀出標(biāo)尺的刻度值，并作記錄。例：162.8mm。4.3測出感性片+匹配負載的駐波比。例1.57。4.4按原理，此時波節(jié)點從參考面向負載方向移動值。節(jié)點移位值。例：4.5將阻抗園圖的標(biāo)尺順時針對最外圈的0.116（即0.116），在標(biāo)尺（）刻度線上找到1.57處的交

37、集點。讀等電園圖實軸值0.85，等電抗圖虛軸值0.4，可得出。 負載阻抗。0.1160.41.57X0.4圖 85測量電容性膜片+匹配負載的歸一化阻抗。5.1信號源工作狀態(tài)置于“外整步”。拆下短路板，連接上電容性膜片+匹配負載。信號源工作狀態(tài)置“方波”。5.2調(diào)節(jié)測量線滑座向負載方向移動，找出波節(jié)點（指示最小處）。讀出標(biāo)尺刻度，記下此讀數(shù)，例151.6mm。5.3測出電容膜片+匹配負載時的駐波比，例1.33。5.4按原理，此時波節(jié)點從參考面向負載方向移動值。節(jié)點移位值：例：5.5將阻抗園圖的標(biāo)尺順時針對最外圈0.40（即0.40）處，在標(biāo)尺刻度線上找到1.33處的交集點，找出等電阻園實軸值（例

38、0.88），等電抗圖虛軸值（例0.2），可得出歸一化阻抗為：負載阻抗1.33r0.880.40標(biāo)尺X0.2 圖 86.將測量結(jié)果填入下列表格6.1請將g的測量值填入下面表格中。次數(shù)12345gg平均=6.2請將的測量值填入下面表格中。次數(shù)12345平均=6.3終端接短路板時，通過測量線測得的d1= ，終端接電容性膜片+匹配負載時通過測量線測得的d2= ，dmin1= 。6.4已知系統(tǒng)特性阻抗為50歐姆，結(jié)合阻抗圓圖讀出電容性膜片+匹配負載的阻抗。 ZL=五、思考題如果檢測的負載不知道它是呈容抗或感抗時，任意方向移動小探針，是否也能得到正確的結(jié)果？為什么？實驗五 阻抗調(diào)配一、實驗?zāi)康暮鸵笪⒉y

39、量（傳輸）系統(tǒng)中，經(jīng)常引入不同形式的不連續(xù)性，以構(gòu)成元件或達到匹配的目的。前面實驗中已對E-H面阻抗調(diào)配器和晶體檢波器進行了描述和實驗。本實驗要求熟悉單分支阻抗匹配器的工作原理。掌握利用單螺釘阻抗調(diào)配器調(diào)匹配的方法。二、實驗內(nèi)容利用波導(dǎo)單螺釘阻抗調(diào)配器對原來未達到匹配狀態(tài)（短路）的負載阻抗進行調(diào)匹配（使駐波比達到1.05時，即可認為基本上達到了匹配狀態(tài)）。三、實驗原理1阻抗匹配的基本概念1.1阻抗匹配的定義對均勻無耗長線，當(dāng)沿線電壓反射系數(shù)等于零（0）時，即處于阻抗匹配狀態(tài)。1.2滿足阻抗匹配狀態(tài)的幾個等價條件歸一化負載阻抗等于1（）Û 歸一化負載導(dǎo)納等于1（）Û 沿線輸入

40、阻抗處處等于特性阻抗 Û 沿線駐波比等于1（1）。1.3阻抗匹配的物理特征當(dāng)系統(tǒng)處于阻抗匹配狀態(tài)時，信號源饋入傳輸線的功率無反射，全部被負載吸收，信號的傳輸效率達到100（是微波傳輸?shù)睦硐霠顟B(tài)）。2波導(dǎo)單螺釘阻抗調(diào)配器的工作原理和結(jié)構(gòu)2.1單螺釘調(diào)配器當(dāng)一銷釘從波導(dǎo)寬壁插入但并不對穿時，銷釘中將有電流流過，銷釘端部將集中一些電荷，因而將在波導(dǎo)中引入一定的電納，其電納性質(zhì)與其插入波導(dǎo)深度有關(guān)。當(dāng)時，在端部集中的電荷是主要的，因而電納為容性；隨著銷釘插入深度h變大，其磁場能迅速增加，當(dāng)時，銷釘附近的電、磁能平衡，銷釘?shù)碾娂{性質(zhì)消失，這時可等效為一電容、電感串聯(lián)諧振回路，波導(dǎo)被短路；當(dāng)時，

41、這時通過銷釘?shù)碾娏鞯淖饔檬侵饕?，因而電納為感性。銷釘越粗容納越大，電感量越小。它常用來構(gòu)成阻抗調(diào)配器，因而銷釘常做成螺釘，便于調(diào)節(jié)。為了避免螺釘插入深度過深，造成元件功率容量降低或短路，一般限制。圖9 給出了單螺釘調(diào)配器的示意圖（圖）及原理圖（圖）。螺釘調(diào)配器的原理與支節(jié)匹配的原理是相同的。而且單螺釘、雙螺釘、三螺釘調(diào)配器的原理與單、雙、三支節(jié)調(diào)配器都有對應(yīng)的優(yōu)缺點，不同的是螺釘調(diào)配器的螺釘一般引入的是正電納，螺釘調(diào)配器用起來更方便。dYLjBhd（） （）圖9 螺釘調(diào)配器原理圖2.2波導(dǎo)單螺釘阻抗調(diào)配器由寬面中間開縱縫的（BJ-100型）矩形波導(dǎo)與一個位置和深度均可調(diào)節(jié)的金屬螺釘構(gòu)成，它屬

42、于單分支阻抗調(diào)配器。調(diào)節(jié)單螺釘調(diào)配器的滑座是用來改變支節(jié)點的位置（d）；調(diào)節(jié)螺釘?shù)纳舷律顪\位置（h）來進行導(dǎo)納補償，達到匹配的目的。四、實驗步驟1在測量線輸出端連接單螺釘調(diào)配器，單螺釘調(diào)配器后接短路片。2信號源置于“”方波工作狀態(tài)。3將可變衰減器頂端衰減旋鈕順時針轉(zhuǎn)動到指示值大于15dB。增大回路衰減，起到源和負載系統(tǒng)的隔離作用。4調(diào)節(jié)單螺釘調(diào)配器的滑座，找到波腹點。選擇選頻放大器的“分貝”開關(guān)和調(diào)節(jié)“增益”電位器，使表針指示在滿度的的位置。5實驗者可以右手調(diào)節(jié)單螺釘調(diào)配器的滑座，左手移動測量線的滑座。單螺釘調(diào)配器的改變應(yīng)使測量線獲得的波腹點值不斷下降。6實驗者右手調(diào)節(jié)螺釘位置旋鈕，調(diào)節(jié)螺釘?shù)?/p>

43、深淺，右手移動測量線的滑座。目的同樣是使波腹點在選頻放大器的指示值不斷下降。7重復(fù)步驟5、6。調(diào)諧的過程中駐波比應(yīng)不斷地下降，直至駐波比1.05。此時可認為利用單螺釘調(diào)配器的調(diào)配，使系統(tǒng)的反射變小，達到匹配。即選頻放大器表頭指示值的最大值與最小值十分接近。注：也可調(diào)波節(jié)點不斷增大，使波腹點和波節(jié)點的指示值接近。五、思考題螺釘插入的位置到單螺終端的距離或（為正整數(shù)）均可以，為什么？實驗六 微波功率測量和衰減測量一、實驗?zāi)康暮鸵笫煜の⒉üβ蕼y量的原理，掌握利用微波功率計測量微波功率的方法。熟悉可變衰減器的工作原理，掌握可變衰減器的使用方法及其應(yīng)用。二、實驗內(nèi)容利用可變衰減器衰減量的改變使微波功率

44、計獲得的功率發(fā)生變化，掌握微波功率測量的方法。了解信號源工作狀態(tài)“等幅”、“方波”時微波功率的變化。三、實驗原理在微波范圍內(nèi)，功率和衰減是重要的基本量數(shù)據(jù)。1 GX2C微波功率計微波波段功率的測量方法不同于低頻功率的測量方法。低頻功率的測量是通過電壓、電流和阻抗的測量來實現(xiàn)的。微波功率測量一般是通過各種換能元件（或檢測元件）把微波功率變換為易于直接測量的其它能量形式（如熱能、低頻電能等）再進行測量。微波功率計按靈敏度和測量范圍可分為大功率計、中功率計和小功率計。按用途微波功率計又有真有效值和峰值功率計等。微波小功率計是由微波功率探頭和指示器兩部分組成。指示器進行功率分檔，而功率探頭主要是拾取功

45、率，也就是將微波功率借助于能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成易于測量的低頻或直流的參數(shù)來實現(xiàn)微波功率的測量。GX2C微瓦小功率計是一種熱電耦功率計。它的功率探頭的主體是一個鉍、銻熱電堆，這是將金屬鉍和銻用真空噴鍍法鍍在介質(zhì)片上（介質(zhì)基片可用云母、滌綸、聚烯亞胺等材料）形成熱電堆后，放在波導(dǎo)或同軸電場最強處，它即是終端吸收負載，又是熱電轉(zhuǎn)換元件。所以作為終端負載，它的阻值必須與傳輸線的等效阻抗相匹配。當(dāng)微波功率輸出時，熱電耦吸收微波功率使熱電堆的熱節(jié)點溫度升高，這就與冷節(jié)點產(chǎn)生溫差而形成溫差電動勢，它產(chǎn)生的直流電動勢與輸入微波功率是成正比的。熱電堆輸出的直流訊號是很薄弱的，指示器經(jīng)直流放大后再作功率指示。2 BD

46、20-2可變衰減器它的吸收片是呈刀形，從矩形波導(dǎo)寬壁中央的無輻射槽插入到波導(dǎo)中。吸收片是一片鍍有鎳鉻的玻璃吸收片。它的插入深度可以由調(diào)節(jié)裝置改變，并由讀數(shù)圓筒讀出。插入越深，進入波導(dǎo)中的吸收片面積越大，衰減量也大。四、實驗步驟1按圖1連接測試系統(tǒng)，將N8探頭電線連接微瓦功率計輸入端，N8功率探頭連接在測量線輸出端。合上GX2C電源開關(guān)，機器預(yù)熱半小時。2將YM1123微波信號源工作狀態(tài)置于“外整步” （即無功率輸出）。把GX2C功率范圍開關(guān)置最大處，調(diào)節(jié)調(diào)零粗細旋鈕，使其指示為0，功率范圍開關(guān)從大到小，反復(fù)調(diào)節(jié)調(diào)零粗細旋鈕，使其指示為0。3置GX2C功率范圍在1mW檔，檢查并零點調(diào)節(jié)。4根據(jù)可

47、變衰減器曲線表，置可變衰減器3dB時工作頻率點時的刻度位置。例：工作頻率為10GHz，從橫坐標(biāo)衰減（dB）找到3dB對應(yīng)紅線的豎坐標(biāo)為可變衰減器的刻度4.7。5調(diào)節(jié)信號源“衰減”旋鈕，使GX2C功率指示為1mW（注：N8探頭為×10，此時實際微波功率為10mW）。6從可變衰減器曲線表中查到實際6dB時的刻度值。例：從橫坐標(biāo)6dB向上找到紅線交點，在豎坐標(biāo)刻度為5.6，將可變衰減器刻度旋到5.6，記下功率計指示。實際衰減器衰減量增加為（6-3）dB3dB。此時功率計指示應(yīng)在中間即50（0.5mW）的位置。同理可變衰減器置于9dB刻度時，功率計指示應(yīng)為25（0.25mW）左右。再衰減3d

48、B時，指示值應(yīng)為12.5（0.125mW）左右。同理，調(diào)節(jié)可變衰減器使功率計指示值增加或減小，也可從可變衰減器曲線表上查相對應(yīng)的衰減量。7記下YM1123微波信號源“等幅”狀態(tài)下GX2C小功率計某功率指示值，將YM1123微波信號源置于“方波”狀態(tài)，指示值應(yīng)下降一半。如等幅為滿度10，方波即指示為5。思考題：1為什么說微瓦小功率計是由一個微波功率傳感器和一個靈敏度為V的電壓放大器組成？2衰減器有幾種形式？它們各自的特點是什么？分別應(yīng)用在什么場合？實驗七 定向耦合器的性能測量一、實驗?zāi)康暮鸵髴?yīng)用所學(xué)的有關(guān)理論知識，理解定向耦合器的工作原理。學(xué)會對波導(dǎo)定向耦合器主、副線的耦合度（C），方向性（D

49、）的測量。二、實驗內(nèi)容利用微波測量系統(tǒng)測試波導(dǎo)定向耦合器主、副線的耦合度，方向性。三、實驗原理1定向耦合器在微波工程中有著廣泛的應(yīng)用，如可用來監(jiān)視功率、頻率和頻譜，測量傳輸系統(tǒng)和元器件的反射系數(shù)、插入損耗，還可以用作衰減器、功率分配器等。2波導(dǎo)定向耦合器（主、副線皆為矩形波導(dǎo)的定向耦合器）大都通過主、副波導(dǎo)公共壁上的耦合孔（或槽、縫）進行耦合。主波導(dǎo)中的場通過耦合孔（或槽、縫）進行耦合，并在副波導(dǎo)中激勵起主模場。波導(dǎo)定向耦合器一般可按耦合孔的規(guī)格分為單孔、雙孔、多孔定向耦合器、十字形孔耦合器以及裂縫電橋等。3BD20-5定向耦合器的外形成十字形，它的耦合元件是主副波導(dǎo)相對寬邊之間的一對十字槽，

50、能量通過這一對十字槽耦合到副波導(dǎo)中。當(dāng)主波導(dǎo)的能量沿正方向傳輸時，副波導(dǎo)耦合所得能量在它的傳輸方向是迭加，而與此相反的方向則互相抵消。副波導(dǎo)中的這一端裝有一匹配負載，以吸收未抵消盡的能量。4定向耦合器是一個四端口網(wǎng)絡(luò)，它有輸入端口、直通端口、耦合端口和隔離端口，分別對應(yīng)圖十所示的、和端口。5定向耦合器的主要技術(shù)指標(biāo)有耦合度、定向性、輸入駐波比和工作帶寬。輸入圖10 定向耦合器的四個端口5.1 耦合度C耦合度C（dB）定義為輸入端口的輸入功率P1和耦合端口的輸出功率P3之比的分貝數(shù)，即：由于定向耦合器是個可逆四端口網(wǎng)絡(luò)，因此耦合度（dB）又可表示為：由C的定義可見耦合度的分貝數(shù)愈大耦合愈弱。通常

51、把耦合度為010dB的定向耦合器稱為強耦合定向耦合器；把耦合度為1020dB的定向耦合器稱為中耦合定向耦合器；把大于20dB耦合度的定向耦合器稱為弱耦合定向耦合器。5.2 定向性D在理想情況下，隔離端口應(yīng)沒有輸出功率，但由于受設(shè)計公式和制造精度的限制，使隔離端口尚有一些功率輸出。通常采用耦合端口和隔離端口的輸出功率之比的分貝數(shù)來表示定向耦合器的定向傳輸性能，稱為定向性D（dB），即：上式表明，D愈大隔離端口輸出愈小，定向性能愈好。在理想情況下，P40，D。實用中常提出一個最低要求Dmin。5.3 輸入駐波比將定向耦合器除輸入端口外，其余各端口均接上匹配負載時，輸入端的駐波比即為定向耦合器的輸入駐波比。此時，網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)即為網(wǎng)絡(luò)的散射參量S11，故有：5.4 工作頻帶寬度滿足定向耦合器以上