晶体检波率测量驻波比

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1、班级： XX ：同组者：实验名称：晶体检波率校准与驻波比测量一 实验目的（ 1 ） 了解波导驻波测量线的根本构造和原理， 并学会正确使用测量线。（ 2 ）掌握晶体检波率校准及波导波长的根本测量原理和方法。（ 3 ）掌握测量驻波比的根本实验方法与技术。二 实验原理（ 1 ） 驻波测量线可以用来进展多种微波参量的测量，由一段开槽传输线， 探头， 传动装置三局部组成。 测量线的调整一般包括选择适宜的探针穿伸度， 调谐探头和测定晶体检波性。 “调节匹配是微波测量中必不可少的概念和步骤。采用驻波测量线调节微波系统到达匹配状态的根本方法： 测量线的探针放在驻波极小点或极大点处，采用调大I E I min或

2、调小I E I max的方法进展调配。 例如， 探针放在极小点处， 那么调节接在测量线端点的调配元件， 使探针的输出功率稍微增大 不要增大太多， 否那么会发生假象即波形移动， 这时极小点功率并不增大 ， 然后左右移动探针，看看极小功率是否真正增大。 这样反复调配元件， 使极小点功率逐步增大，直到到达最正确匹配状态(2)晶体检波率测定O晶体二极管是一种非线性元件，具检波电流I与所加的高频电压U的关系一般是非线性的，即I K1JB2-1式中K1是比例常数，n是晶体检波律；n=1 称为直线性检波，n=2称为平方律检波，一般 n不是整数。 检波律n与晶体检波器的特性及工作状态有关，在精细测量 中必须先

3、测定n,对晶体检波器进展定标校准。1.测量检波电流与相对场强关系曲线法2 dlg I lg K n lgsin() g2.测量半高点法 校正晶体检波器的另一种方法是，利 用半高点之间的距离确定晶体检波律。在测量线终端接短路板， 测量驻波极大值，然后在极大值两边测量半高点 即为驻波极大值的一 半之间的距离，可根据下式计算出检波律为lg 0. 50. 3010n / dd、lg cos() lg cos()gg(3)波导波长的测量测量波长的常用方法有谐振法和驻波分布法。驻波分布法使用波导测量线测量。当测量线终端短路时，传输线上形成纯驻波。波 导波长是指在波导中传播的合成波的两个相邻波峰或波谷之间的

4、距离，在数值上等于驻波相邻两个极值点波腹或波节之间 距离的两倍。由于场强在极大值点附近变化缓慢，峰顶位置不易-确定，而且探针位于波节点处对场分布的影响最小，所以实际采用测定驻波极小值点的位置来求出波导波长。gm 4d min d min) d3 d4) (d1 d 2)(4)驻波比的测量微波驻波比S是指在传输线中所形成的驻波电场极大值maxE与极小值minE之比，即E maxS E min1. 直接法测量驻波比直接法测量的适用范围是驻波比S6的中小驻波比，在微波系统实际调试中要测的驻波 比大多在S6的范围内，因此直接法测量驻波比是一种 常用的根本方法。1S ( Im ax)nIm in2. 等

5、指示度法测量大驻波比的根本思想是只在电场强度最小点附近测量驻波电场的分布规律。J2 cos 2()gsin( ) g3. 功率衰减法测量驻波比量时，先把测量线的探针置于驻波波节点，调节精细可变衰减器，使指示器的电表读数在满刻度的80%附近，弁记下电表读数Imin及精细可变衰减器衰减量的分贝值Amin ,再移动探针至波腹点，改变精细衰减器的衰减量，使指示器的读数仍为Imin ,这时衰减器衰减量的分贝值为 Amaxo A max A min S 1020三 .实验仪器反射式速调管微波信号源反射式速调管电源和速调管座、隔离器、谐振腔波长表、可变衰减器、波导测量线、环形器、谐振 腔、单螺钉调配器、匹配

6、负载、短路片、晶体检波器、检波指示 器，双踪示波器、选频放大器、数字万用表等。四 .实验内容一.调节微波测量系统匹配1.采用驻波测量线来调节微波测量系统匹配状态，反复调节单螺钉调配器， 直到微波系统到达最 正确匹配状态，记录调节过程中的相关数据，如螺钉插入深度、 沿槽位置与极小功率值等，分析他们之间的变化规律。2.在最正确匹配状态下，测出整段测量线中驻波场的分布。 为保证驻 波曲线检波电流或电压与探针位置关系曲线的测量精度，需 要合理选择探针位置的“步长。调节微波测量系统匹配的实验 装置 二.波导波长的测量1.测量线的输出端口接可变电抗器，采用“穿插读数法测量波导测量线中的波导波长。2.使用可

7、变电抗器采用“穿插读数法直接测量波导波长。3.比拟分析上述两种方法测出的波导波长的差异，解释产生差异的可能原因。4.根据测出的波导波长，计算频率、相速和群速。三.晶体检波律的测定1.测量线的输出端口接短路片或可变电抗器，在波节和波腹点之间合理取 10个点左右，从波节开场,依次移动探针位置，记录位置读数和相应的检波电流读数，做出检波电流与相对场强的关系曲线，计算晶体检波律。为了减小因探针影响驻波分布而产生的误差，可采用以波节点为中心的对称测量法。 2.采用半高点法测定晶体检波律。3.根据晶体检波律的测量值，分析讨论晶体检波律是否符合平方律。四.驻波比的测量 1.测量线的输出端口接匹配负载，用直接

8、法测量驻波比。 2.测量线的输出端口接单螺钉调配器和匹配负载，调节单螺钉插入伸度和沿槽位置使驻波比在10左右，采用等指示度法二倍最小功率法测量驻波比。在不改变测量线终端待测负载状态的条件下，再用功率衰减法测量驻波比。3.测量线的输出端口接短路片或可变电抗器，分别采用功率衰减法和等指示度法测量驻波比。4.分析讨论上述驻波比的测量结果。五 .数据处理与分析1.波导波长的测量1穿插读数法g 2；d min d min) (d3 d4) (d 1 d2)那么由数据得g (115.50 118.70) (94.10 97.20) 42.90mm2可变电抗法g 4d min d min) (d3 d4)

9、(d 1 d2)那么由数据得g (32. 10 33. 41) (10.75 12.76) 42.00mm那么飞42.45mm由于缝的影响，使波导中电磁场分布发生改变，进而波导波长也发生改变，从实验数据中可以看出测量线有缝波导波长入gm大于无缝波导波长入g,其关系满足22一“x g gmg(1 3M。8ab由c ?f那么 f=7.067* 109 HzVg= g * f相速度 Vg=2.99* i08m/s又有VgUc2群速度 U=3.01*108m/s2。晶体检波率的测定1对称测量法亘CrTslal cumnt dcon rale and rftktgflaH3T002.502JX1.000

10、00.00到min；ZP ni.1OjDO由线性拟合知，n=2.782半高点法由公式 nlg 0.5d lg cos() gd d2 di 144.9-134.4=10.5mmn=2.58本实验采用两种方法对晶体检波率进展测量。测量检波电流与相对场强关系曲 线法是根据晶体检波率的定义式经过数学变形，线性拟合对晶体检波率进展测量，弁且实验数据较多；而半高法 的计算公式进展了较大的变形，且测量数据较少。相比之下，第 一种方法得到的晶体检波率较准确。可以判断晶体检波率根本符合平方率。4.驻波比的测量1直接发测量驻波比A max A min 由公式 S 10 20 。A max 23, Amin=0那

11、么 S=14.125(5) 有短路片时，功率衰减法测量驻波比A max A min由公式 S 10 20。 A max 22, Amin=0S=12.58(6) 有短路片时，等指示度法测量驻波比2 dS _2_c0S(_g) ( d sin( ) 由公式g , S=425.63误差分析：两种方法测出的驻波比相差较大，可能是因为指示度法和功率衰减法要对波节处的相对检波电流进展测量，因此测量仪器的灵敏度较高。灵敏度提高时，干扰信号也增强，导致指针 摆动不定，造成读数误差。五.思考题1. 驻波测量线的调节应注意哪些问题？答：调节驻波测量线时，要尽量缓慢移动探针，弁且向一个 方向移动，防止回程差；测量

12、数据时，应尽量在测量线中部 移动探针，防止边界对驻波场的影响。2. 在微波传输线终端，接上不同性质的负载时，传输线上微波的传输状态如何？能否在实验中观察到？为什 么？答：在微波传输线终端接上不同性质的负载时，反射波的幅 度不同，传输线上的驻波场也不同。在实验中，可以测量传输线的驻波比判断负载性质。同组恚为娘苗的斗救郎;7 Z7 1Z02切.2 夕用心曲血7件2欣b；M刻” 西也。加/仅口 - 1Q品学搭审网之.1，7 1J /.MyymFEniEgE3EnEgm!经至汕法外壮加）串 箱31| “人|，一1!嚣现U 减必7性施也 u 3科蛇Mt拗此Z”沙 Jt工I如f才 kh:府#上廨领阚，我配I一星I研1SIm ax1 Im ax2 Im ax3Im in 1 Im in 2 Im in 3带入数据得S=1.0282等指示度法测量驻波比28s1 2( g)S - , d=7.5mmd sin( ) g带入得S=44.8(4)功率衰减法测量驻波比-