反射式速调管工作特性的研究反射式速调管工作特性的研究.pdf

反射式速调管工作特性的研究 - 反射式速调管工作特性的研究 ———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期: ? 实验七 反射式速调管工作特性的研究 实验目的 1．熟悉和掌握微波测试系统中各种常用设备的结构、原理及使用方法。 2 ．了解反射式速调管的工作特性。 微波的基础知识 一、什么是微波 微波是一种波长很短的电磁波， 其波长在 0.1 毫米到 1 米之间。 通常将微波划分为 分米波、厘米波、毫米波及亚毫米波这四个波段。亚毫米波又被称为超微波。根据电磁 波长与频率之间的关系： f c ，微波的频率在 3 ０0GH ｚ—３０ 0M Ｈz 之间 , （其中 １ＭHz= １06 9 Hz ，1G Ｈｚ＝ 1 ０ Hz) 。 微波的低频端与普通无线电波的“超短波”波段相连结，而其高频端与红外线的 “远红外”波段毗邻，因而使微波具有与普通无线电波及光波都不完全相同的特点，这 样微波的研究方法和应用领域以及所用的传输系统、元件、器件和测量装置都与别的波 段不同。 二、微波的特点 1.频率高。 微波的频率比普通无线电波频率提高几个数量级 ,一些在低频段中并不显 -9 著的效应在微波波段就明显地表现出来。例如由于电子渡越时间 (一般为 1 ０ 秒 )与微波 振荡周期相比已不可忽略，因而在微波波段内不能使用普通的电子管，必须采用电子流 与微波谐振回路相互交换能量的方式。产生微波信号的方式，不能采用“低频”电路中 常用的Ｌ－Ｃ振荡回路 ,而必须由“谐振腔”来实现。 另外， 随着频率的增高 ,趋肤效应及传输线的辐射效应越趋严重 ,因而沿用普通两线式 传输线传输微波已不可能，而必须采用特殊的传输线—波导管。 2 ．波长短。微波的波长远小于一般宏观物体的尺寸（如建筑物、船、飞机、导弹 等）。这就使微波在空间的传播方面具有类似光波的特性—反射。因此就有可能将微波 电磁场的能量集中在一个很狭窄的波束中 ,进行定向发射 ,它能透过地球上空的电离层向 太空传播。 ３.微波的参数和测量技术是独特的。 在低频电路中的基本参数是电压、 电流、和频 率，在微波系统中，电流、电压的概念已失去了确切的含义 ,而且根本无法直接测量，必 须从三维空间场的理论着手，用“场”的观念 ,求解在一定边界条件下 ,一定介质填充的系 统中的电磁场方程。因而在微波系统中主要参数为阻抗、波长和功率。微波阻抗是通过 测量电场强度的相对值（即 :驻波比 )而得到的，波长的测量可使用校过刻度的波长计，而 功率测量是将微波所产生的热效应转换成一定的电能后去测量的。 三、微波源 用以产生小功率微波振荡的器件 ,通常有反射式速调管和体效应管两种 ,本实验所 用微波源是以反射式速调管为振荡器件 ,为此对反射式速调管做一简单介绍。 1.反射速调管是一种结构简单、 实用价值较高的微波振荡器件， 它是利用电子与电场 相互作用的原理制成的 ,其结构如图 1 所示。 反射速调管一般由灯丝、阴极、加速极、谐振腔及反射极等几个部分组成。阴极经 灯丝加热后，发射热