电压驻波比的测量.docVIP

电压驻波比的测量 一 实验目的 通过对电压驻波比的测量实验，掌握驻波测量线的正确使用以及掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。 二 实验原理 测量电压驻波比、阻抗、匹配情况等等，是微波测量的重要工作。驻波测量线就是测量的基本仪器。 测量线由开槽波导，不调谐探头和滑架组成。开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以探测微波传输系统中电磁场分布情况。 测量线波导是一段精密加工的开槽直波导，此槽位于波导宽边的正中央，平行于波导轴线，不切割高频电流，因此对波导内的电磁场分布影响很小。此外，槽端还有阶梯匹配段，两端法兰具有尺寸精确的定位和连接孔，而且保证开槽波导有很低的剩余驻波系数。 三厘米波导测量线的外形图见实验仪器介绍部分所示。 滑架是用来安装开槽波导和不调谐探头的。把不调谐探头放入滑架的探头插孔中，拧紧锁紧螺钉，即可把不调谐探头紧固。探针插入波导中的深度，用户可根据情况适当调整。出厂时，探针插入波导的深度为1.5mm，约为波导窄边尺寸的15%。 电压驻波比的测量方法有未调制的频率法和调制的频率法种。这里讲述调制的频率法，它的测量连接如图所示。 测量连接如图 驻波测量是电磁波测量中最基本和重要内容之一，通过电磁波的测量可以测出阻抗、波长、相位等其它参量。在测量时，通常测量电压驻波系数，即波导中电场最大值1最先值之比， 即 ⑴ 小驻波比（1.05S1.5） 这时,驻波的最大值和最小值相差不大，且不尖锐，不易测准，为了提高准确度，可移动探针到几个波腹点和波节点记录数据，然后取平均值再进行计算。 若驻波波腹点和节点处读数分别为Imax，Imin则电压驻波系数为 ⑵ 中驻波比（1.5S5） 此时，只须测一个驻波波腹和一个驻波波节，即直接读出Imax，Imin ⑶ 大驻波比（S5） 当S5时，如果直接测量大驻波的最大值，就会引入误差，驻波的最大值超出了指示器量程。此时可用“双倍最小值法”来测量假定晶体工作在平方律检波，则只须测出读数为最小点二倍的两点间距离及波导波长，便可以由下式计算出驻波比，如图所示。 d为二倍最小点幅度处 d = X1-X2 对于波导 当驻波比很大S≥10时，d很小 有 必须指出：d与λg的测量精度对测量结果的影响很大，因此必须用高精度的探针位置指示装置（如百分表）进行读数。 三 实验仪器 1）YS1123标准信号发生器 链接其技术指标如下： 频率范围：7.5GHz～12.4GHz ⑴显示误差：±1.5%（输出功率为不大于5mW时）。 ⑵频率稳定度：±5×10-4/15分钟（在等幅状态下，仪器预热30分钟后）。 输出功率： ⑴毫瓦输出：在电压驻波比不大于1.7的50Ω负载时不小于5mW。 ⑵微瓦输出：-10dBm～-100dBm（在电压驻波比不大于1.7的50Ω负载时）。 衰减读数误差±1.5dB。 剩余信号不大于-100dBm。 寄生频偏：不大于5×10-6，谐波含量不大于-20dB。 仪器的工作方式： ⑴等幅：连续波输出。 ⑵内方波调制（ ） 重复频率范围：40～4000Hz；精度：±1%±1Hz 分辨率：≤100Hz时，1Hz；100Hz时，10Hz 前后沿均不大于0.5μS ⑶内脉冲调制（ ） 重复频率范围和分辨率：同内方波调制 脉冲宽度范围：1～30μS；精度：±1%±1μS 前后沿均不大于0.2μS ⑷ 延迟时间范围：3～300μS；精度：±1%±1μS ⑸ 外整步可接受重复频率为40Hz～10kHz的正或负极性，幅度为4～18V的脉冲信号（其输出高频调制脉冲宽度、延迟与内调制时相同）。 ⑹ 外调制可接受重复频率为40Hz～10kHz，宽度为0.5μS～300μS，幅度为4～18V的正或负极性的脉冲信号。 ⑺ 整步脉冲输出，无论内或外调制、内方波调制时（负载阻抗不小于10kΩ，负载电容不小于20PF），仪器均能给出前沿优于0.5μS及不小于2V的整步脉冲信号输出。 GX2C-1功率计 链接其技术指标如下： GX2C-1功率计是微波功率测量仪器。它是由GX2C-1功率指示器和YS11801功率传感器所组成。并可由用户选购RS232接口或GPIB接口。GX2C-1功率计的外形图如图二所示。 图二 GX2C-1功率计外形图 其技术指标如下： 频率范围：50MHz～12.4GHz 功率测量范围：0.1uW～100mW 测量精度: 工作误差±8% 电压驻波比： S≤1.4 可承受平均功率为：