微波的波導(dǎo)傳輸與基本測(cè)量課件

微波的波導(dǎo)傳輸與基本測(cè)量

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?.了解波導(dǎo)系統(tǒng)的幾種工作狀態(tài)，掌握波導(dǎo)元件的使用方法。2.掌握用駐波測(cè)量線測(cè)量駐比及波導(dǎo)波長的方法。3.掌握微波頻率和功率的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.微波是一種頻率很高的電磁波，按目前的劃分，頻率在300兆赫至300千兆赫之間屬于微波波段。對(duì)應(yīng)的波長為1米到1毫米。一般將它再細(xì)分為三個(gè)小的波段，即：分米波段、厘米波段、毫米波段，本實(shí)驗(yàn)中將使用厘米波段微波，波長為3厘米。波長在1毫米以下至紅外線之間的電磁波稱為“亞毫米波”，這是一個(gè)正在開發(fā)的波段。測(cè)量原理圖如下:2.微波沿普通的雙股導(dǎo)線傳輸時(shí)，會(huì)大量地向周圍空間輻射，同時(shí)由于電流的趨膚效應(yīng)，導(dǎo)線的熱損耗也急劇增大，這些都使微波能量無法有效地傳輸，因此，一般不用雙導(dǎo)線來傳送微波。常用的微波傳輸線為同軸線、波導(dǎo)管、帶狀線等，本實(shí)驗(yàn)采用波導(dǎo)管傳輸線，以下簡(jiǎn)稱波導(dǎo).波導(dǎo)是截面為矩形或圓形的金屬管，如圖1<a>所示。電磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)傳播，損耗很小。

矩形波導(dǎo)圓波導(dǎo)

4.駐波測(cè)量包括兩部分內(nèi)容，即(1)測(cè)定電場(chǎng)波腹和波節(jié)處的場(chǎng)強(qiáng)Emax和Emin，利用它們可以計(jì)算出駐波比等。(2)測(cè)定波節(jié)之間<或波腹之間>的距離，求得波導(dǎo)波長，為求得測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，常采用下述測(cè)量及計(jì)算方法：

1、小駐波比(1.005<P<1.5)在這種情況下，駐波波腹和波節(jié)都不尖銳，需多測(cè)幾個(gè)波腹和波節(jié)的場(chǎng)強(qiáng)，求其平均值：當(dāng)檢波器工作于平方率特性區(qū)時(shí)：

5.交叉讀數(shù)法測(cè)波導(dǎo)波長波導(dǎo)波長的測(cè)定一般為測(cè)定兩個(gè)波節(jié)的位置，這樣由探針引入的誤差最小，為了準(zhǔn)確測(cè)定波節(jié)的位置，常采用交叉讀數(shù)法。方法是，不直接測(cè)量最小點(diǎn)的位置，而是在最小點(diǎn)兩側(cè)找到兩個(gè)電流讀數(shù)相同的點(diǎn)，記下它們的位置分別為D1‘和D1“<如圖12>則有：D1min=(D1'+D1")/2同樣，D2min=(D2'+D2")/2由此可得波導(dǎo)波長λg=2(D2min-D1min)。

實(shí)驗(yàn)二反射式速調(diào)管工作特性的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、熟悉微波信號(hào)源及儀表、波導(dǎo)元件的正確使用方法。2、熟悉反射式速調(diào)管的工作原理,并測(cè)定XFL—2A信號(hào)源中反射式速調(diào)管的工作特性曲線。3、根據(jù)速調(diào)管的工作特性曲線，提出使用該管的設(shè)想。二、實(shí)驗(yàn)儀器

第二種方法是所謂動(dòng)態(tài)觀察法，采用這種方法可以直接在示波器上顯示各個(gè)振蕩模的形狀，進(jìn)行測(cè)量分析，十分直觀方便。

這時(shí)需將一個(gè)調(diào)制信號(hào)加到速調(diào)管反射極上，實(shí)驗(yàn)中是采用音訊一甲型音頻信號(hào)發(fā)生器做調(diào)制信號(hào)源，它的輸出電壓較高，因而可以使速調(diào)管的反射極電壓有比較大的變動(dòng)，觀察到較多的振蕩模。音訊—甲只有正弦信號(hào)輸出，在示波器使用內(nèi)部掃描時(shí)基時(shí)，觀察到的振蕩模形狀是失真的。為了避免失真可用音訊—甲的信號(hào)輸出作為示波器的掃描時(shí)基。如果采用鋸齒信號(hào)作為調(diào)制電壓，則可以對(duì)速調(diào)管的工作特性進(jìn)行更好的觀察。在觀察振蕩模時(shí)，如果調(diào)節(jié)波長計(jì)<串在線路中的吸收式波長計(jì)>旋鈕至適當(dāng)位置，可以觀察到“吸收谷”的存在，如圖14所示，這是由于當(dāng)腔體的固有頻率與波導(dǎo)中的微波信號(hào)頻率一樣時(shí)，腔體會(huì)通過耦合孔吸收一部分微波功率，因而經(jīng)過頻率計(jì)傳輸出去的微波信號(hào)功率就減小了，形成“谷”點(diǎn)，利用這種現(xiàn)象可以測(cè)定各