微波基本参量测量

微波基本参量测量米日阿依.木合塔尔物理112班1180214微波基本参量测量引言：微波的用途极为广泛，已经成为我们日常生活中不可缺少的一项技术。微波通常是指波长从1米（300MHZ）到1毫米（300GHZ）范围内的电磁波，其低频段与超短波波段相衔接，高频端与远红外相邻，由于它比一般无线电波的波长要短的多，故把这一波段的无线电波称为微波，可划分为分米波、厘米波和毫米波。微波的基本特性明显，如波长极短、频率极高、具有穿透性、似光性等。基本特性明显使得微波被广泛应用于各类领域。微波技术不仅在国防、通讯、工农业生产的各个方面有着广泛的应用，而且在当代尖端科学研究中也是一种重要手段，如高能粒子加速器、受控热核反应、射电天文与气象观测、分子生物学研究、等离子体参量测量、遥感技术等方面。近年来，微波技术与各类学科交叉衍生出各类微波边缘学科，如微波超导、微波化学、微波生物学、微波医学等，在各自领域都得到了长足的发展。 微波技术是一门独特的现代科学技术，其重要地位不言而喻，因此掌握它的基本知识和实验方法变得尤为重要。关键词：二倍最小功率法、直接测量法、平均测量法实验原理1.微波频率的测量频率的测量是微波测量技术中的一个重要方面。本实验将采用直接测量法。使用外差式频率计或是数字微波频率计就能直接读出频率的数值。亦可以使用吸收式空腔波长计，利用空腔做为谐振系统，并通过机械装置进行调谐。当吸收式波长计的腔体被调节到谐振点时，输入到指示器的功率最小。此时即可由波长计中的螺旋测微计的读数D，通过Df曲线查出被测的微波频率。本实验就是使用这种方法作为直接测量的。2.功率的测量 微波功率是表征微波信号强弱的一个物理量，通常采用替代或比较的方法进行测量。也就是将微波功率借助于能量转换器，转换成易于测量的低频或直流物理量，来实现微波功率的测量。下图为测量功率的电路连接。实验中将波导开关旋至功率计通路，用功率计可测得绝对功率值。3.驻波比的测量关于驻波比，定义为波导中驻波极大值点与驻波极小值点的电场之比。其中Emax和Emin分别表示波导中驻波极大值点与驻波极小值点的电场强度。实验中通常采用驻波测量线来测定波导波长和驻波比，其结构如图所示 使用驻波测量线进行测量时，要考虑探针在开槽波导管内有适当的穿伸度，探针穿伸度一般取波导窄边宽度的5%10%。实验前应注意驻波测量线的调谐，使其既有最佳灵敏度，又使探针对微波通路的影响降至最低。一般是将测量线终端短接，形成纯驻波场。移动探针置于波节点，调节测量线，使得波节点位置的检波电流最大，反复进行多次。 由于终端负载不同，驻波比s也有大中小之分。因此驻波比测量的首要问题是，根据驻波极值点所对应的检波电流，粗略估计驻波比s的大小。在此基础上，再作进一步的精确测定：（1）小驻波比的测量在这种情况下，驻波波腹和波节都不尖锐，因此要多测几个驻波波节和波腹，按下式计算S的平均值：当检波晶体管满足平方检波律时，则 （2）中驻波比的测量此时只需测一个驻波腹和一个驻波节，按下式计算即可： （3）大驻波比的测量波腹振幅与波节振幅的差别很大，测量线不能同时测量波腹和波节，此时可以用二倍极小功率法进行测量。利用探针测量极小点两旁，功率为极小功率二倍的两点的距离W，波导波长g，可按下式计算驻波比： 实验仪器 DH1121C型三厘米固态信号源、DH364A00型三厘米波导测量线、隔离器、DH4861B型厘米波功率计、DH388A0型选频放大器、DH406A0型微波实验系统、衰减器、频率计、检流计(示波器) 实验数据处理频率测量波长读数/mm频率/MHZ8.1508965功率测量衰减器长度（mm）3.000功率（mw）6.18驻波比测量得到得到大驻波比：X1（mm）X2（mm）X3（mm）X4（mm）（mm）130.115127.950105.075103.07549.915X5（mm）X6（mm）d（mm）128.660129.2900.63得到