晶体检波率校准与驻波比.doc

实用标准文案 PAGE 精彩文档 中国石油大学 近代物理 实验报告 班级：材料物理姓名：同组者： 教师： 晶体检波率校准与驻波比 【实验目的】 1．了解波导驻波测量线的基本结构和原理，并学会正确使用测量线。 2．掌握晶体检波律校准及波导波长测量的基本原理和方法。 3．掌握测量驻波比的基本实验方法与技术。 【实验原理】 1.晶体检波律的测定 1.1 测量检波电流与相对场强关系曲线法 若忽略波导的损耗（一般波导管损耗很小）和探针负载的影响，则当终端短路时波导中驻波场的分布可表示为 ????????? （1） 式中Em为波腹处的场强，d是离开驻波波节的距离，λg为波导波长。 在近似条件下，晶体二极管的端电压U正比于探针所在位置的电场强度E，所以 图1? 检波电流与相对场强的关系曲线????????????? 图1? 检波电流与相对场强的关系曲线 ????????? （3） 实际上也可作出与的关系曲线，由I便可查出相应的电场强度E。计算驻波比时，即直接用两个E值相除，而不必求出n，使用更为方便。 1.2测量半高点法 图3 半高点法确定晶体检波律校正 图3 半高点法确定晶体检波律 ? （4） 式中Δd为驻波曲线上I=Im/2两点的距离，Im为波腹的检波电流。 2. 波导波长的测量 图2 用“交叉读数法”确定驻波节点位置 “交叉读数法”确定驻波波节点的位置。如图2示，测量波节点附近两边指示器读数同为某一电平M的两点探针位置，再 图2 用“交叉读数法”确定驻波节点位置 从而，测量线中的波导波长为 （6） ?????????????????????? （7） 无槽波导中的波导波长λg也可直接测量。在测量线的输出端接精密可调短路器（可变电抗器），用测量线确定某一驻波节点位置，探针置于该位置上不变；然后向信号源方向或其反方向移动可调短路活塞，使探针检测到相邻的另一个驻波节点。这时，短路活塞移动的距离便等于半个波导波长。 ?实验中，通过测出波导波长λg，可计算出自由空间波长λ、频率f、相速度和群速度u，他们之间关系为 ?????????????? ???????? ????（8） ??????????? ????（9） ?????? ????（10） ????????? ????（11） 3. 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与极小值之比，即 （12） 3.1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，若晶体检波律为n，则驻波比为 （13） 若检波晶体工作在平方检波律情况下，式中n＝2。为测量准确起见，可多测几个驻波极大值和极小值，则计算驻波比的公式为 （14） 3.2等指示度法测量驻波比 当驻波比大于6时， （23） 3.3功率衰减法测量驻波比 驻波比S很大时，如S≥100， （25） 【实验器材】 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。 【基础性实验内容】 1. 波导波长的测量 1.1测量线的输出端口接可变电抗器，采用“交叉读数法”测量波导测量线中的波导波长。 1.2使用可变电抗器采用“交叉读数法”直接测量波导波长。 1.3比较分析上述两种方法测出的波导波长的差别，解释产生差别的可能原因。 2. 晶体检波律的测定 2.1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，从波节开始，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。 2.2采用半高点法测定晶体检波律。 2.3根据晶