微波技术实验指导书(二)..doc

实验一 三厘米波导测量系统 一、系统结构框图 图1-1 三厘米波导测量系统 备注：三厘米隔离器用在精密测量中，而在一般测量中可以不加，因为在YM1123中有一个隔离器。本章后续的六个实验均是基于该结构展开的，下面将对结构中的仪器进行一一介绍。 二、仪器、器件介绍 本套系统主要用于测量微波在波导中传输时的一些基本参数，如波导波长、反射系数、阻抗及功率等。主要用到的仪器为：YM1123微波信号发生器、波导测量线、小功率计、频率计、选频放大器、波导功率探头以及各种波导元件。下面分别进行介绍： （一）YM1123微波信号发生器 YM1123微波信号发生器是一款固态信号源，主要基于某些半导体材料（如砷化镓）的体效应来实现振荡的，具有功率大、稳定可靠等特性。整体结构由高频部分、调制器部分、功率显示部分（对100uW的功率作相对指示）、频率显示部分及衰减显示部分、工作状态控制部分、电源部分六大件组成，其中高频部分负责产生7.5GHz～12.4GHz的微波信号，调制部分负责产生一系列脉冲信号，采用PIN调制器来实现微波信号的脉冲幅度调制。其面板调节控制机构如下所示： 1. 面板调节控制机构 （1）电源开关位置。 （2）工作状态开关：按移动键可改变工作状态，指示灯也相应改变。工作状态有：等幅（=，用于测量校准衰减器在100uW时0dB定标）、内调制（分方波和脉冲两种）、外调制（外输入脉冲信号，具有极性变换功能）及外整步。 （3）“调谐”旋钮调节可改变输出频率。 （4）“调零”旋钮调节可改变电表电气调零。 （5）“衰减调节”旋钮可控制输出功率大小。反时针调节，信号输出增大，衰减显示减小；顺时针调节，信号输出减小，衰减显示增大。 （6）“衰减调零”为100uW基准0dB校准。 （7）“×1、×10”开关：调制信号重复频率开关。 （8）“重复频率”旋钮调节可改变调制信号重复频率。 （9）“脉宽”旋钮调节可改变调制信号脉冲宽度。 （10）“延迟”旋钮调节可改变调制信号脉冲延迟时间。 图1-2 面板调节控制机构 2. 使用方法： 1.电源开关置于“开”时，工作状态指示灯亮。 2.工作状态选择置于“等幅”，作大信号或无定标要求使用时，调节“衰减调节”可控制输出功率的大小。 3.作小信号定标要求应用时，调节“调谐”旋钮，选定所需频率指示；“衰减调节”顺时针调至极端上（即输出功率最小端），将仪器附带的功率探头，其带探头的一端与仪器背后的三线插座连接，另一端与输出孔连接；工作状态置于“外调制”，调节“调零”旋钮，校准表头电气零点；工作状态置于“等幅”，然后“衰减调节”反时针慢调，直至功率指示为100uW刻度上，调节“衰减调零”旋钮，使衰减显示为000.0的位置，即校准后，衰减器读数为0dB相当于100uW（即-10dBm）；最后，拆下功率探头一端并与被测仪器相连。 4.若要改变工作状态，只需根据要求选择按键置于选定位置即可。 5.“方波内调制”与“脉冲内调制”状态时，其重复频率范围与倍乘范围是可以连续调节的，即对应的重复频率范围：×1时，40Hz～400Hz；×10时，400Hz～4000Hz。 6.“外调制”或“外整步”工作状态时，输入脉冲信号均由外脉冲插座输入。 3. 注意事项： 1.仪器在一般情况下，开机就能工作，若要作精确测量，需预热30分钟后使用。 2.本仪器所附功率探头的烧毁功率为20mW，因此使用时要严格参照小信号定标一项使用。 （二）波导测量线 1. 结构示意图： 1.传输波导 2.探针 3.同轴线 4.微波二极管 5.调谐活塞 6.检波滑座 7.探针深度调节螺母 图1-3 波导测量线结构示意图 测量线是微波测量中的常用仪器，不仅可以用来测量传输线上的驻波场分布，还可以测量波长、阻抗、衰减等微波参数，有“微波万用表”之称。 根据传输线的不同，测量线的形式亦有不同，常用的有同轴型和波导型。本次实验采用的为TC26波导测量线。下面分别从结构、测量精度及测量原理方面对其进行介绍： 该测量线总体上包括开槽线体、探针耦合指示机构、机械传动及位置移动装置三部分： (1) 开槽线体：由U形槽体和盖板用螺钉紧固而成，在盖板的中央（即矩形波导的宽边正中）沿着线体的轴线开有一条狭槽，其宽度为1mm，长度有几个半波长，以便测量，槽线的两端各有一个阶梯变换的阻抗匹配段来减小槽端的反射。 (2) 探针耦合指示机构：又称探头，包括耦合探针、调谐装置及晶体检波器。整个机构采用同轴线型，晶体检波器装在同轴线T形支路内；调谐装置主要包括探针深度调节