反射系数(电压驻波比)的测量.docVIP

实验二 反射系数（电压驻波比）的测量 驻波系数测量是微波测量中最基本的测量，通过驻波测量，不仅可以了解传输线上的场分布，而且可以测量阻抗、波长、相位移、衰减、Q值等其它参量，传输线上存在驻波时，能量不能有效地传到负载，这就增加了损耗；大功率传输时，由于驻波的存在，驻波电场的最大点处可能产生击穿打火，因而驻波的测量以及调配是十分重要的。 根据驻波系数定义，可知ρ的取值范围为1≤ρ＜∞，通常按ρ的大小可分三类：ρ＜3为小驻波比；3≤ρ≤10为中驻波比；ρ＞10为大驻波比。 驻波系数的测量方法很多，用测量线进行测量的主要方法及应用条件如下： 表Ⅰ 用测量线测驻波系数的方法及应用条件 测试方法 应用条件 直接法 中小驻波比ρ≤10 等指示度法 大驻波比ρ＞10 功率衰减法 适用任意驻波比 节点偏移法 适用源驻波比 移动终端法 适用测量线剩余驻波比 （1）直接法：测试方框如图1。将测量线探头沿线移动，测出相应各点的驻波场强分布，找到驻波电场的最大点与最小点，直接代入公式就可以得到驻波比，如测量线上的晶体检波律为n，则： 为输出电表指示。 通常实验室条件下检波功率电平较小，可认为基本特性为平方律，即n＝2。 为提高测量精度，必须尽量使电表指针偏在满刻度以上。当驻波系数在1.05＜ρ＜1.5时，由于驻波场的最大与最小值相差不大，且变化不尖锐，不易测准。为提高测量准确度，可移动探针到几个波腹与波节点，记录数据，然后取其平均值。直接法的测试范围受限于晶体的噪声电平及平方律检波范围。 （2）等指示度法（二倍最小法）：当被测器件的驻波系数大于10时，由于驻波最大与最小处的电压相差很大，若在驻波最小点处使晶体输出的指示电表上得到明显的偏转，那么在驻波最大点时由于电压较大，往往使晶体的检波特性偏离平方律，这样用直接法测量就会引入较大的误差。 等指示度法是通过测量驻波图形在最小点附近场强的分布规律，从而计算出驻波系数，如图三所示。若最小点处的电表指示为，在最小电两边取等指示点，两等指示度点之间的距离为W，有，设晶体检波律为n，由驻波场的分布公式可以推出： ………（1） 通常取（二倍最小法），且设： ………… （2） 当ρ＞10时，上式可简化为 只要测出波导波长及相应于两倍最小点读数的两点D1、D2之间的距离W，代入（2）式，即可求出驻波比ρ。 可以看到，宽度W和波导波长的测量精度对测量结果的影响很大，测量线探针移动时应尽可能朝一个方向，不要来回晃动，以免测量线齿轮间隙的“回差”影响精度，在测量驻波最小点位置时，为减小误差，须采用“交叉读数法”。 对很大驻波系数，由于测量仪器的限制，有时不易测出，可以采用加深探针穿伸度的方法提高测量最小点的灵敏度。 （1）小驻波比：测量线输出端接上BD20-7匹配负载 （2）中驻波比：测量线输出端接上① N8探头（功率计附件，关闭功率计） ② 容性膜片＋匹配负载 ③ 感性膜片＋匹配负载 （3）大驻波比：测量线输出端接短路板，移动位置顶上千分表，用交叉读数法求出W。 公式：，已知、、，即可算出大驻波比。 附：电压驻波比， 腹点上电压的幅值；节点上电压的幅值；负载端电压反射系数 反射损耗 电压驻波比 电压反射系数 Pmin/Pmax 6 3.00952 0.50119 0.25119 10 1.92495 0.31623 0.10000 14 1.49852 0.19953 0.03981 20 1.22222 0.10000 0.01000 23 1.15238 0.07079 0.00501 26 1.10553 0.05623 0.00316 32 1.05153 0.02512 0.00063 D1 D2 图三 最小点附近场分布