内容发布更新时间 : 2024/11/20 7:05:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验一 微波调试系统的认识与调试

【实验目的】

1.了解微波测试系统.

2. 熟悉和掌握微波测试系统中各种常用设备的结构原理和使用方法； 【实验内容】

1. 观看按图1－1和图1－2装置的微波测试系统。了解微波测量的几种方法。 2. 观看常用微波元件的形状、结构，并了解其作用、主要特性及使用方法。 【实验原理】

一、微波测试系统

微波测试系统通常有同轴和波导两种系统。同轴系统频带宽，一般用在较低的微波 频段（2cm波段以下）；波导系统（常用举行波导）损耗低、功率容量大，一般用在较高频段（厘米波直至毫米波段）。

微波测试系统通常由三部分组成，如图1－2所示。

图1－2微波测试系统

（1） 微波发送部分（等效电源部分），主要包括微波信号源、衰减器、隔离器、 有的还附加了功率、频率监测单元。

信号源是微波测试系统的心脏。测量技术要求具有足够的功率电平和一定频率的微

波信号，同时要求一定的功率和频率稳定度。功率和频率监测单元是由定向耦合器取出一小部分能量，经过检测指示来观察源的稳定情况，以便及时调整。为了减小负载对信号源的影响，电路中采用了隔离器。

（2）测量装置部分（测量电路部分），主要包括驻波测量线、调配元件、待测元件、辅助器件（如短路器、匹配负载等）以及电磁能量检测器（晶体检波器、功率计探头等）。 （3）指示器部分（测量接收器），指示器是显示测量信号特性的仪器，如直流微安 表、选频放大器（或测量放大器）、示波器、功率计、数字频率计等。

当对微波信号的功率和频率稳定度要求不太高时，测量系统就可简化如图1－3所 示，微波信号源直接与测量装置连接，其工作频率可由波长计测得。

图1－3 微波测试系统简化框图

二、主要微波测量线和频率计的原理结构和使用方法 （4）驻波（开槽）测量线 【仪器简介】

驻波测量线用于微波波段测量电压驻波比、波长及阻抗等参量。主要组成部分有：开槽传输线段（按开槽线段截面形状可分为同轴测量线和波导测量线）、探头装置（包括探针、检波晶体和调谐器）以及传动机构和位置测量装置。探针有传动机构带动，沿开槽线的槽缝平稳移动，检取开槽线中的高频能量，经晶体检波后送至指示器。此指示器的读数与对应位置处的电场或功率成正比（视晶体检波律而言）。随探针沿槽缝移动，可测得电场幅值沿线分布，从而确定系统的驻波、阻抗等参量。测量线结构简单，用途广

泛，是微波测量中最基本的仪器之一。因受开槽传输线段工作频率的限制，目前国内同轴测量线的最高工作频率达18GHz，波导测量线可以工作到110GHz。

实验室现有开槽测量线1台，型号HD-LIT2。其工作频率8.2GHz~12.4GHz。其工作原理示意图如下图示。

当测量线接入测试系统时，在它的波导中就建立起驻波电磁场。而驻波电场在波导宽边正中央最大，沿轴向成周期函数分布。在矩形波导的宽边中央于轴向方向

开一条狭槽，并且深入一根金属探针，则探针与传输波导电力线平行耦合的结果，必然得到感应电压，它的大小正比于该处的场强，交流电流在同轴线组成的探针电路内，由微波二极管检波后把信号加到外接指示器，回到同轴线外导体成一闭合回路。因此指示器的读书可以简接表示场强的大小。

1234875到测量放大器61.标尺2.探针深度调节螺母5.检波晶体6.探针3.探针调谐机构7.窄槽场分布图4.检波器调谐旋钮8.波导

【使用方法】

①按下图接好测试系统，（工作时）必须预热15~30分钟，如使用固定衰减器做隔离衰减时，衰减量应在10dB以上，信号源的驻波比应≤1.2以保证信号源的稳定度。

②指示器可以用测量放大器或选频放大器，按照信号源是否方波调制而定。如果使用百分表测量，而受外接器件的碰撞，则在测量线前信号源端加接延伸空波导。

③信号源调节稳定后，将测量线检波头的探针穿伸尽可能小，在灵敏度不够的情况下，增加探针的传输度，以减少探针分流电导引起的测量误差为前提。