電磁場與微波技術(shù)

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1、電磁場與微波技術(shù)5電磁場與微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)一駐波法測量信源頻率一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉波導(dǎo)傳輸線的系統(tǒng)元件。2．掌握駐波測量方法及測量線的使用。3．熟悉微波信號發(fā)生器及測量放大器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1．標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器：YM1123或XB9A2．選頻放大器：YM3892或XF―013．BD20A三厘米波導(dǎo)元件4．TC26三厘米測量線三、實(shí)驗(yàn)原理選頻放大器測量線波導(dǎo)雙T匹配器衰減器信號源同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器圖1-1實(shí)驗(yàn)原理框圖實(shí)驗(yàn)原理如上圖，當(dāng)微波傳輸系統(tǒng)終端短接時，系統(tǒng)將工作在純駐波狀態(tài)，波導(dǎo)中（測量線）電場沿線的分布為

2、E

3、0圖1-2波導(dǎo)中電場沿線的分布示意圖電磁場與微波技術(shù)5為精確地

4、測定波節(jié)與的位置，采用差分測量法，即、的中值確定，由、的中值確定，即先求出自由空間信號波長：其中為模式截止波長之后求出信號頻率，其中然后由測得的值計(jì)算出信源的頻率：四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按原理圖接好設(shè)備，打開信號源，調(diào)節(jié)輸出電平及頻率，方波內(nèi)調(diào)制，重復(fù)頻率為1KHz左右。2．把短路片（TC26中配置）安置在測量線的輸出端上。3．移動測量線探針，同時適當(dāng)調(diào)整選頻放大器的放大倍數(shù)，避免在輸出最大位置時選頻放大器指針打表，來回移動測量線，觀察傳輸線在終端短路情況下全反射的駐波分布情況。4．移動探針在駐波最小點(diǎn)左右找出兩個具有相同幅度（由選頻放大器讀出）的位置，取其平均值。5．根據(jù)所測數(shù)值

5、求出波長及信源頻率。五、報(bào)告要求根據(jù)所測數(shù)據(jù)計(jì)算波長及信源頻率，并分析誤差原因。六、思考題為什么采用測定波節(jié)點(diǎn)的位置，而不是采用測定波腹點(diǎn)的位置。電磁場與微波技術(shù)5實(shí)驗(yàn)二駐波法測量波導(dǎo)元件阻抗一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉波導(dǎo)傳輸線的系統(tǒng)元件。2．掌握負(fù)載阻抗的測量方法及測量線的使用。3．熟悉微波信號發(fā)生器及測量放大器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1．標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器：YM1123或XB9A2．選頻放大器：YM3892或XF―013．相應(yīng)的BD20A三厘米波導(dǎo)元件4．TC26三厘米測量線5．終端負(fù)載三、實(shí)驗(yàn)原理信號源同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器定向耦合器可變衰減器選頻放大器測量線終端結(jié)構(gòu)頻率計(jì)測量原理圖如下

6、：圖2-1實(shí)驗(yàn)原理框圖按原理圖接好設(shè)備調(diào)整系統(tǒng)，可測得波導(dǎo)中（測量線）電場沿線的幅值分布為下圖。EmaxEmindmin0E圖2-2波導(dǎo)中電場沿線的幅值分布圖電磁場與微波技術(shù)5在各種微波網(wǎng)絡(luò)中，二端口微波網(wǎng)絡(luò)是最基本的。例如：衰減器、移相器、阻抗變換器和濾波器等均屬于二端口微波網(wǎng)絡(luò)。僅傳播主模式的波導(dǎo)所接的終端結(jié)構(gòu)的電性質(zhì)可由單點(diǎn)測量求得，如果采用TC26測量線，應(yīng)測量電壓駐波比以及電壓最小值到輸入平面的距離，然后根據(jù)公式求得阻抗值?？捎蓽y得的波腹與波節(jié)值，計(jì)算出系統(tǒng)的駐波比S及反射系數(shù)模值

7、Г

8、：反射系統(tǒng)Г與同一點(diǎn)處線的輸入阻抗有如下關(guān)系：式中相波長可按本實(shí)驗(yàn)第一項(xiàng)的方法求

9、得。由測定的

10、Г

11、，即可計(jì)算出負(fù)載阻抗（歸一化值Z）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按原理圖接好設(shè)備，打開信號源，調(diào)節(jié)輸出電平及頻率，方波內(nèi)調(diào)制，重復(fù)頻率為1KHz左右。2．移動測量線探針，測量兩相鄰的電壓最小值之間的距離，以測出傳輸線中的波長。3．短路片（TC26中配置）安置在測量線的輸出端上，并記下探針指示器標(biāo)尺上對應(yīng)于電壓最小值位置的讀數(shù)。4．測量線的終端移去短路片，并把被測器接在它的位置上。5．測量、和，應(yīng)用公式就可求出阻抗值。五、報(bào)告要求根據(jù)所測數(shù)據(jù)計(jì)算負(fù)載阻抗，并分析誤差原因。六、思考題被測元件TE分支接與不接短截片阻抗是否相同。電磁場與微波技術(shù)5附：實(shí)驗(yàn)用儀器及波導(dǎo)元件的介紹

12、1．XB9A微波信號發(fā)生器。本發(fā)生器由砷化鎵微波二級管產(chǎn)生微波振蕩。振蕩頻率可調(diào)，輸出信號可加振幅調(diào)制（設(shè)內(nèi)方波調(diào)制信號，也可外調(diào)制）。本儀器使用時，接通電源后指示電流表應(yīng)在50～100μA值范圍；工作方式選在“電流”位置；載波頻率在7.5～12.5GHz內(nèi)任選；輸出衰減調(diào)整在0～10dB內(nèi)。采用連續(xù)方波脈沖內(nèi)調(diào)制，調(diào)制信號頻率為1000Hz，脈寬可適當(dāng)選擇：2．XF—01測量放大器。本儀器是高增益，低噪聲，窄帶放大器。其中心頻率1000Hz，選頻通帶極窄。本儀器使用時，接通電源5分鐘后方可正常工作（因是電子管為放大器件）；增益可粗調(diào)（宜選在60或70dB檔）和微調(diào)；選頻通帶

13、亦可粗調(diào)和微調(diào)；輸入置200KΩ晶體檔；工作方式（正?；蛘箤挘┲谜n位。3．測量線。屬于精密機(jī)械設(shè)備，探針位置調(diào)節(jié)，探針插入波導(dǎo)深度調(diào)節(jié)均為精密機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，調(diào)整時要細(xì)微，輕動。4．可變衰減器。其作用相當(dāng)于可調(diào)電位器，旋動上部旋鈕（有刻度標(biāo)志）可改變吸收片插入波導(dǎo)深度，從而達(dá)到改變衰減量的目的。5．雙T調(diào)配器。相當(dāng)于在一般波導(dǎo)上并聯(lián)和串聯(lián)各一可調(diào)電抗（通過改變短路長度實(shí)現(xiàn)電抗阻值變化）。6．本實(shí)驗(yàn)所用測量探針位置標(biāo)尺（65mm～215mm），端刻度到測量線波導(dǎo)端面距離為40mm。7．本實(shí)驗(yàn)所使用波導(dǎo)為