微波基础实验精.ppt

微波基础实验第1页，本讲稿共21页实验背景微波：频率为300MHz-300GHz的电磁波，波长在1米（不含1米）到1毫米之间。波段介于无线电波和光波之间。第2页，本讲稿共21页实验目的熟悉常用微波器件的功能和结构掌握微波基本参量波导波长、驻波比等的测量原理和方法第3页，本讲稿共21页实验原理第4页，本讲稿共21页实验原理波导波长测量：了提高测量精度，通常采用“交叉读数法”确定波节点的位置，并测出几个波导波长，再求其平均值。所谓交叉读数法，就是在波节点两旁附近找出指示电表读数相等的两个对应位置d11、d12、d2l、d22，然后分别取其平均值来确定波节的位置第5页，本讲稿共21页实验原理晶体检波律测量：n即为检波律驻波系数：又称驻波比，是传输线中电场最大值和最小值之比，又称为驻波系数，记为S 第6页，本讲稿共21页实验原理微波功率P：利用微波的热效应测量。I=KP，I为检波电流，K为常数介质介电常数测量。品质因数第7页，本讲稿共21页仪器波导管微波信号源微波谐振腔隔离器衰减器频率计晶体检波器和测量放大器驻波测量线环形器滑动单螺钉调配器第8页，本讲稿共21页波导管第9页，本讲稿共21页微波信号源反射速调管振荡器和微波固态信号源(体效应振荡器）第10页，本讲稿共21页微波谐振腔第11页，本讲稿共21页驻波测量线第12页，本讲稿共21页实验装置图测量波导波长系统测量驻波比第13页，本讲稿共21页实验装置图测量微波功率第14页，本讲稿共21页实验内容1：波导波长的测量连接并调整微波测试系统（信号源、测量线的调整，晶体检波器的校准）分别用驻波法和谐振法测波导波长和自由空间波长（交叉读数法确定节点位置）验证测试结果第15页，本讲稿共21页实验内容2：晶体检波律的测定连接并调整实验系统测波导波长选择驻波电场某一节点为参考点，将节点与相邻腹点间9等分，得10个分点测分点对应检波电流描绘检波晶体的IU曲线描绘lgIlg|sin(2d/d)|的曲线并求其斜率第16页，本讲稿共21页实验内容3：驻波比的测量连接微波测试系统，调整信号源为方波调制状态并获最佳输出，调制测量线至最佳状态，调制衰减器的衰减量使晶体工作于平方律检波范围直接法测量单螺调配器的电压驻波比。测量线终端接单螺调配器和全匹配负载。单螺钉穿深度2.5mm。移动探针至驻波腹点和节点的Imax和Imin，求出驻波比等指示度法测単螺钉的电压驻波比。调节単螺钉穿深度7mm，将测量线探针移至波节点，调整衰减器、指示器灵敏度使电表指针半满，读取波节点Imin。移动探针，在波节点两旁找到2Imin的两个点，读取相应探针位置d1和d2，两点距离W即d1、d2之差，重复测量求平均值。第17页，本讲稿共21页实验内容4：微波功率的测量连接测试系统并调整至最佳状态测量相对功率。将波导开关至检波器通路，小功率可认为平方检波率。微波绝对功率测量。波导开关至功率计通路，读取绝对功率值第18页，本讲稿共21页实验内容5：介质特性测量连接测试系统，信号源在扫频状态。示波器观测反射式谐振腔的工作特性，调整信号源的机械调谐及信号幅度，观测谐振腔谐振曲线波长表测谐振腔的中心谐振频率衰减器衰减3分贝，记下谐振曲线高度。恢复以前状态，记下半功率点谐振腔插入样品，按3、4测出中心谐振频率和半功率带宽计算品质因数和介质特性相关量第19页，本讲稿共21页实验方案阅读相关资料、文献，充分掌握实验原理和方法和同伴充分协作，按照实验内容进行实验并获得数据对数据进行分析及处理总结实验过程，找出存在的问题进行实验报告、总结第20页，本讲稿共21页参考文献近代物理实验教材（南开大学出版社）第21页，本讲稿共21页