【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的反射特性1．常規(guī)掃頻測(cè)試 （）將反射電橋（RB）接到同軸變波導(dǎo)上, 并用一塊短路板將波導(dǎo)口短路（封上）后，按執(zhí)行鍵進(jìn)行〖校：開(kāi)路〗項(xiàng)目。假如同軸變波導(dǎo)的失配很小時(shí), 可直接連上待測(cè)件進(jìn)行測(cè)試。由于波導(dǎo)口開(kāi)路并非全反射, 因此波導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)試中一般只好用校短路來(lái)代替校開(kāi)路, 這樣作對(duì)測(cè)駐波比（回?fù)p）無(wú)妨, 閃點(diǎn)參數(shù)所顯駐波比（回?fù)p）數(shù)字有效。用短路代開(kāi)路后相位差了180176。, 因此再用阻抗圓圖來(lái)看時(shí), 就成了導(dǎo)納圓圖。此時(shí)用圓圖只宜用來(lái)看相位與看曲線集中情況及趨勢(shì)等, 而閃點(diǎn)參數(shù)所顯相位數(shù)值需改正負(fù)號(hào)（即差177。180176。), R與X是不太好用的（一定要用的話，可將R+jX用50Ω除后取倒數(shù)，即得歸一后的相對(duì)導(dǎo)納g +jb）。 用矢量便于對(duì)器件進(jìn)行匹配。 2．點(diǎn)頻計(jì)量測(cè)試法 A．λ/4法 在上面提到的測(cè)試方法中，由于同軸變波導(dǎo)的失配不知道，必然帶來(lái)誤差，這種誤差在點(diǎn)頻上可用λ/4法分離。對(duì)于波導(dǎo)系統(tǒng)則用λg/4 。 以點(diǎn)頻2450MHz為例，對(duì)于BJ26，λg=, 準(zhǔn)備一段長(zhǎng)度為λg/4=177。做法如下：測(cè)件的反射）。以紙中心為原點(diǎn)，由同一原點(diǎn)、按同一比例在紙上畫(huà)出Γ0與Γ1的矢量圖，連接Γ0與Γ1的端點(diǎn)a與b，找ab連線的中點(diǎn)m，則om =Γcg ，ma =Γdut 。 通過(guò)這種測(cè)試，準(zhǔn)確度大大提高，搞清了問(wèn)題所在，可用低檔設(shè)備作出高檔產(chǎn)品。其實(shí)這種測(cè)試的另一目的在于，找出一個(gè)好的負(fù)載與一個(gè)好的同軸變波導(dǎo)以便進(jìn)行掃頻測(cè)試。 B．單線法（單波導(dǎo)法） 此法實(shí)際上是λ/4法的一種變通或推廣，假如手頭有的短波導(dǎo)不是λg/4，或者想校更多的頻點(diǎn)的話，不妨試試此法。按測(cè)回?fù)p進(jìn)行連接，在同軸反射電橋上作開(kāi)路與短路校正。這是因?yàn)槎滩▽?dǎo)不是λg/4而且還要掃頻測(cè)試，只能在同軸反射電橋上作開(kāi)路與短路校正。反射電橋接到同軸變波導(dǎo)，并在波導(dǎo)口接上待測(cè)件（），記下Γ0測(cè)試值（或打印出〖反射〗數(shù)據(jù)）。在同軸變波導(dǎo)口與待測(cè)件之間，接入一短波導(dǎo)（電長(zhǎng)度Φ約90176。，或30176。到150176。之間，不宜靠近180176。)，記下Γ1測(cè)試值（或打印出〖反射〗數(shù)據(jù)）。ba2φo同上，畫(huà)出Γ0與Γ1的矢量圖，連接Γ0與Γ1的端點(diǎn)a與b，找ab連線的中點(diǎn)，過(guò)中點(diǎn)作ab中垂線，在中垂線上找出一點(diǎn)m，使得∠amb = 2Φ（Φ可由實(shí)際波導(dǎo)長(zhǎng)度算出，2Φ180176。時(shí)，m點(diǎn)在矢量三角形內(nèi)，2Φ180176。時(shí)，m點(diǎn)在矢量三角形外）。則om = Γcg ，ma = Γdut ,誤差已得到分離。此法雖然能掃頻測(cè)試，但修正還得一點(diǎn)一點(diǎn)的進(jìn)行。一般使用時(shí)，帶寬并不寬，即使按λg/4法進(jìn)行掃頻測(cè)試，精度也是夠好的。 C．雙線法（雙波導(dǎo)法） 假如有兩段長(zhǎng)度約λg/6的短波導(dǎo)，即可采用此法。同B中第一點(diǎn)，按測(cè)回?fù)p進(jìn)行連接，在同軸反射電橋上作開(kāi)路與短路校正。這是因?yàn)槎滩▽?dǎo)不是λg/4而且還要掃頻測(cè)試，只能在同軸反射電橋上作開(kāi)路與短路校正。反射電橋接到同軸變波導(dǎo)，并在波導(dǎo)口接上待測(cè)件，記下Γ0測(cè)試值（或打印出〖反射〗數(shù)據(jù)）。在同軸變波導(dǎo)口與待測(cè)件之間，接入一短波導(dǎo)（電長(zhǎng)度Φ約60176。，或30176。到90176。之間），記下Γ1測(cè)試值（或打印出〖反射〗數(shù)據(jù)）。coabmdutcg在同軸變波導(dǎo)口與待測(cè)件之間，再接入一短波導(dǎo)（電長(zhǎng)度Φ約60176。，或30176。到90176。之間）， D．調(diào)配反射計(jì)法（滑動(dòng)負(fù)載法） 滑動(dòng)負(fù)載在波導(dǎo)中是很容易實(shí)現(xiàn)的，有了它，雖可以測(cè)三次定一圓（見(jiàn)上雙線法）解出Γcg，但通常多采用調(diào)配反射計(jì)法。這是一種典型的點(diǎn)頻計(jì)量方法。 按測(cè)回?fù)p進(jìn)行連接，在同軸反射電橋上作開(kāi)路與短路校正，再將反射電橋接到同軸變波導(dǎo)上。在同軸變波導(dǎo)口接上一只四螺釘匹配器，后面再接上一只滑動(dòng)負(fù)載。反復(fù)調(diào)節(jié)四螺釘匹配器，使得拉動(dòng)滑動(dòng)負(fù)載時(shí)反射系數(shù)的幅值不變（即回?fù)p不變或駐波比不變，并不要求為零），此時(shí)即可認(rèn)為反射計(jì)已完成調(diào)配（誤差→0）。 用調(diào)配后的反射計(jì)測(cè)試出的Γ值，即可認(rèn)為是真值。 3．提高掃頻測(cè)試準(zhǔn)確度的校零法 介紹計(jì)量方法的目的，除可以進(jìn)行精密測(cè)試外，還有一個(gè)目的就是要通過(guò)測(cè)試找到一只好的波導(dǎo)負(fù)載（駐波比≤）作標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，與一只好的同軸變波導(dǎo)（駐波比≤）。 假如有了一只標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載, 而且接到上述同軸變波導(dǎo)后所測(cè)駐波比≤（回?fù)p24dB），則可以按菜單鍵選〖校零〗項(xiàng)并執(zhí)行之，從而使得測(cè)試設(shè)備的精度與校零用的負(fù)載相當(dāng)（即測(cè)試系統(tǒng)的剩余駐波比≤）。但若沒(méi)有好的負(fù)載, 或者接上負(fù)載后駐波≥, 則不能校零, 否則反而出錯(cuò)。 最好用λg/4短路波導(dǎo)作開(kāi)路標(biāo)準(zhǔn)，掃頻進(jìn)行開(kāi)路校正。雖然掃頻作開(kāi)路校正只有一點(diǎn)嚴(yán)格有效，但常規(guī)窄帶應(yīng)用是可行的。三．采用波導(dǎo)定向耦合器測(cè)試 1．常規(guī)掃頻測(cè)試 將儀器輸出端經(jīng)同軸變波導(dǎo)接到定向耦合器的主路輸入端,付路反射輸出接到儀器輸入(A或B), 在主路輸出口用短路板封上后校開(kāi)路。 2．點(diǎn)頻計(jì)量測(cè)試法 采用波導(dǎo)定向耦合器測(cè)試后，也能采用點(diǎn)頻計(jì)量測(cè)試法，作法同上(見(jiàn)二、中各項(xiàng))。 3．提高掃頻測(cè)試準(zhǔn)確度的校零法采用波導(dǎo)定向耦合器測(cè)試后，也能采用提高掃頻測(cè)試準(zhǔn)確度的校零法，作法同上（見(jiàn)二、中）。最好用λg/4短路波導(dǎo)作開(kāi)路標(biāo)準(zhǔn)，掃頻進(jìn)行開(kāi)路校正；雖然掃頻作開(kāi)路校正只有一點(diǎn)嚴(yán)格有效，但常規(guī)窄帶應(yīng)用是可行的。四．采用魔T 1．常規(guī)掃頻測(cè)試 將儀器輸出通過(guò)同軸變波導(dǎo)接到魔T的和支路, 將差支路通過(guò)同軸變波導(dǎo)接到儀器輸入（A或B），將標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)負(fù)載接到魔T的一路, 另一路用短路板封上后校開(kāi)路。 拆下短路板接上待測(cè)件即可進(jìn)行駐波比測(cè)試。 2．點(diǎn)頻計(jì)量測(cè)試法 采用魔T測(cè)試后，也能采用點(diǎn)頻計(jì)量測(cè)試法，作法同上(見(jiàn)二、中各項(xiàng))。 3．提高掃頻測(cè)試準(zhǔn)確度的校零法采用魔T測(cè)試后，也能采用提高掃頻測(cè)試準(zhǔn)確度的校零法，作法同上（見(jiàn)二、中）。最好用λg/4短路波導(dǎo)作開(kāi)路標(biāo)準(zhǔn)，掃頻進(jìn)行開(kāi)路校正；雖然掃頻作開(kāi)路校正只有一點(diǎn)嚴(yán)格有效，但常規(guī)窄帶應(yīng)用是可行的。167。3 常用器件的測(cè)試 電感（分立元件）一．標(biāo)稱值的測(cè)試 標(biāo)稱值一般用LCR儀器進(jìn)行測(cè)試，也可用PNA進(jìn)行測(cè)試。 1．用PNA3628，按測(cè)回?fù)p連接； 2．； 3．在電橋測(cè)試口上校開(kāi)路與短路； 4．在測(cè)試口插上待測(cè)件即可測(cè)出其R與X值，R用于優(yōu)值Q的計(jì)算，由X即可算出電感L值。 X = jωL = j2πfL = jL（μH），因此 |X|Ω= |L|μH，如X測(cè)試值為j10Ω即為10μH。 5．，適于測(cè)1～999μH； ，～99μH，|X|Ω= |L|μH，讀數(shù)除以10； ，適于測(cè)10～9999μH，即10|X|Ω= |L|μH，讀數(shù)乘以10； 6．也可用列表掃頻方案，同時(shí)使用兩或三個(gè)頻率進(jìn)行測(cè)試。二．射頻下的電感測(cè)試 這是一個(gè)值得思考的例子，有位用戶在其150MHz，BP機(jī)主臺(tái)發(fā)射機(jī)中一直采用一種線圈（在1/4W電阻上，用漆包線繞40圈），其目的估計(jì)是用作扼流圈。誰(shuí)知，在PNA上一測(cè)卻為容性。是儀器出了問(wèn)題嗎？為此，對(duì)其進(jìn)行了超頻帶范圍的測(cè)試，結(jié)果整理如下：線圈A的阻抗軌跡為一個(gè)大圓，局部有3個(gè)小圓。線圈B（空心者）呈現(xiàn)4個(gè)偏心圓。 下面給 一組參考數(shù)據(jù)， 平繞若干圈脫下來(lái)即成為一個(gè)線圈，對(duì)于這種線圈其第一諧振點(diǎn)f01大致可用下表查出范圍。諧振時(shí)呈電阻性即Φ=0，用相位來(lái)定諧振點(diǎn)明確一些，比用∞好。第一個(gè)諧振點(diǎn)為并聯(lián)諧振形式，低于第一個(gè)諧振點(diǎn)的頻率呈電感性，高于第一個(gè)諧振點(diǎn)的頻率呈容性。這里并不試圖解決線圈估值與設(shè)計(jì)問(wèn)題，而是通過(guò)實(shí)例說(shuō)明：不能簡(jiǎn)單地將高頻結(jié)構(gòu)用到甚高頻，更不談?dòng)玫匠哳l。這兒主要想說(shuō)明器件或零件用在什么頻率，就應(yīng)該在什么頻率下進(jìn)行測(cè)試。對(duì)射頻工作者來(lái)說(shuō)，手頭沒(méi)有矢網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試，不僅僅是不方便，有時(shí)還會(huì)作出錯(cuò)誤的選擇。 電容（分立元件）一．標(biāo)稱值的測(cè)試 1．按測(cè)回?fù)p連接； 2．()； 3．在電橋測(cè)試口接上短路器后校開(kāi)路，取下短路器后校短路。阻抗圓圖變成導(dǎo)納圓圖； 4．插入待測(cè)件即可測(cè)出其導(dǎo)納值（G+jB），從而算出電容C值。注意：屏幕上仍顯R+jX。但要知道其實(shí)是G+jB。經(jīng)過(guò)計(jì)算(從略)，|X|Ω=|C|p,如測(cè)試值X為10Ω，則C為10p。同樣R值也可用于優(yōu)值Q的計(jì)算； 5．，適于測(cè)試1～999p； 按 ，適于測(cè)試10～9999p，即讀數(shù)乘以10； 按 ，適于測(cè)試100～99999p，即讀數(shù)乘以100； 6．也可用列表掃頻方案，同時(shí)使用兩或三個(gè)頻率進(jìn)行測(cè)試。二．電容的高頻特性 在電路中經(jīng)常用到瓷片電容作旁路電容，測(cè)試中發(fā)現(xiàn)帶引線的瓷片電容呈電容性也是有條件的。由于引線電感的參與，變成了一個(gè)串聯(lián)諧振回路，隨著頻率的升高依次出現(xiàn)第一個(gè)串聯(lián)諧振點(diǎn)與第一個(gè)并聯(lián)諧振，也就是說(shuō)一個(gè)電容的高頻測(cè)試特性也是在圓圖上周期性的繞圈。集中電容，比如最普通的瓷片電容，由于引線電感的原因，會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)諧振現(xiàn)象（Φ=1800），超過(guò)諧振點(diǎn)后呈電感性。普通瓷片電容的諧振頻率大致如下：高頻時(shí)電容的等效串聯(lián)電阻（ESR）變大，普通的貼片電容不宜用于微波頻段。需要時(shí)，可以作一夾具進(jìn)行測(cè)試，其思路是：利用待測(cè)件與一段同軸線組成λ/2腔，并聯(lián)在傳輸線上形成一個(gè)陷波器，由陷波深度即可算出ESR。 陶瓷諧振腔的測(cè)試方法 陶瓷諧振腔由于耐高溫，而且相對(duì)介質(zhì)常數(shù)高（常在80以上），故體積小，而且溫度穩(wěn)定性也好（約3ppm/C0），常用于功率較高（瓦級(jí)）的小型移動(dòng)通信設(shè)備（如手機(jī)、無(wú)繩電話等）。對(duì)于這種器件，一般要求測(cè)其諧振頻率與Q值，對(duì)此作者摸索了一下，大致有以下幾個(gè)方法：臨界耦合法、反射系數(shù)法、陷波器法、弱耦合測(cè)頻響法，下面分段簡(jiǎn)單介紹一下。一．臨界耦合法 在一份美國(guó)Trans tech 的應(yīng)用筆記上有一短文報(bào)導(dǎo)了這種作法。 其思路為在一矢網(wǎng)上作一測(cè)試夾具，測(cè)試夾具本身為一插座，其內(nèi)導(dǎo)體伸出一叉形簧片，插座在經(jīng)過(guò)開(kāi)路與短路校正后將陶瓷腔放在夾具上，陶瓷腔的引線（通常為一薄銅片）與插座的叉形形成一個(gè)耦合電容，前后移動(dòng)腔體（改變耦合電容）使得腔形成臨界耦合，則此時(shí)虛部為0，實(shí)數(shù)為50Ω的點(diǎn)的頻率，即諧振頻率。而∣R∣=∣X∣的兩點(diǎn)間頻帶寬度去除諧振頻率即得Q。 這種測(cè)試方法在矢網(wǎng)上用圓圖來(lái)看，是很清楚的。但在標(biāo)網(wǎng)上也能測(cè)出，只要先調(diào)臨界耦合使得某一頻率上回?fù)p小于40dB的話，則回?fù)p最低點(diǎn)的頻率即諧振頻率f0。再找出兩個(gè)7dB點(diǎn)的頻率f1和f2，則Q = f0/(f2f1)，[當(dāng)臨界耦合時(shí)，∣R∣=∣X∣點(diǎn)的反射為 177。j/（2177。j），回?fù)p值為7dB]。 此法比較直觀，但操作有困難，作者嘗試后認(rèn)為并不實(shí)用，因?yàn)閵A具難做，臨界耦合不是那么簡(jiǎn)單就調(diào)好了的，速度太慢。二．直接測(cè)反射系數(shù)法 思路 在矢網(wǎng)經(jīng)過(guò)開(kāi)短路校正后，在電橋測(cè)試端口開(kāi)路時(shí)，光點(diǎn)在Г=1（Φ=0176。）處，接上陶瓷腔后，在顯示屏上將出現(xiàn)如圖（）的情況，則Φ=0176。的一點(diǎn)的頻率，即諧振頻率f0，記下此點(diǎn)的反射系數(shù)模值或回?fù)p即可算出Q。 陶瓷諧振腔一般有兩種作法，一是作成λ/4短路線，一是作成λ/2開(kāi)路線。1．λ/4短路線 Q =π/2⊿Φ=（1|Γ|） () 有的書(shū)上 Q =π/(1Γ2)，當(dāng)|Γ|→1時(shí)，兩者是一致的。 （推導(dǎo)從略）2．λ/2開(kāi)路腔 可如法炮制得 Q=（1|Γ|），似乎Q大了一倍，其實(shí)由于腔長(zhǎng)了一倍，將增大一倍，又使Г減小，所以λ/2腔雖比λ/4腔的相位靈敏度高一倍，但Q值卻差不多。 3. 參考表 上兩式中Г是對(duì)Zor（諧振腔的Zo）而言，而儀器測(cè)試時(shí)是對(duì)儀器的Zo而言，則應(yīng)由儀器測(cè)出之Г算出ρ0與ρZ0，然后除上Zor得到腔內(nèi)之ρr → 再算到Гr，以Гr代入Q值公式即得，當(dāng)儀器特性阻抗Z0=50Ω，陶瓷腔Zor=7Ω，可參考下表取值，使用時(shí)可用對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙畫(huà)出連線以便插值。 4．實(shí)測(cè)效果 諧振頻率的分辨率，決定于矢網(wǎng)的相位分辨率，反射相位為1800即能分辨1800分之一，對(duì)于900MHz。 由于|Г|→1，因此對(duì)儀器穩(wěn)定性要求很高，而為減少接觸引入的損耗，因此要求接觸良好，故夾具不好作。 雖然此法比較嚴(yán)格，但由于實(shí)際上的問(wèn)題可能并不太實(shí)用。三．陷波器法 2．估算 Zx=0時(shí)，V0max=V/2，假定Z0=50Ω， Zx≠0時(shí)，V0=50V/（Zx+100），則T=V/V0max=100/( Zx+100）， 因此可由測(cè)出的諧振點(diǎn)衰減值得到T，從而解出Zx， Zx=(100/T)100 ()而陶瓷腔的Zxmax=ρZ0r，陶瓷腔特性阻抗Z0r一般在7Ω左右，則可算出腔內(nèi)ρr為Zx/ Z0r，由ρr可得有耗腔的等效|Г|代入公式可得Q，最低點(diǎn)的頻率即諧振頻率。 示例，如某λ/4腔在諧振點(diǎn)測(cè)得的插損為30dB，即T=，則Zxmax=100/T100=3064Ω，除7得ρ=，Г=，Q=(1|Г|)=344，若λ/2腔也能測(cè)出30dB則Q=688。下面列幾個(gè)數(shù)據(jù)以見(jiàn)一般。 3．討論 用陷波器法測(cè)試也非常實(shí)際，操作簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)要求不高，但對(duì)儀器諧雜波制能力要求很高，用一般掃頻儀或標(biāo)網(wǎng)是不行的，因?yàn)檫@些儀器無(wú)諧雜波制能力，測(cè)出的插損（IL