【文章內(nèi)容簡介】 （2—11）3. 等指示度法測駐波比（適用于駐波比大于10的情況）當駐波比大時，最大值和最小值相差很大，可用雙倍最小值的方法來測量。假定晶體工作在平方律檢波，則只需測出讀數(shù)為極小點兩倍的兩點間的距離及波導波長，即可計算： （2—12）當時，由于很小，式（2—12）可簡化為： （2—13）其中如圖22所示：圖22 等指示度法測大駐波比原理其原理如下：在駐波電場分布圖形上，任一點相對入射波的相對場強為： （2—14）在最小點處，相對場強為 （2—15）根據(jù)晶體特性 （2—16）從最小點向兩側移動探針，使電表讀數(shù)均為最小點讀數(shù)的倍，設等指示寬度為，由式（2—16）可得該處場強為： （2—17）由檢波特性得： （2—18）把式（2—16）與式（2—18）相比得到： （2—19）引入三角公式及，上式經(jīng)變換后得到： （2—20）式中通常取2，為檢波律，通常取，稱此種方法為“二倍最小值法”或“三分貝法”。由此式（2—20）可以簡化為：五. 實驗內(nèi)容及步驟：1. 駐波測量基本操作：（1） 開機預熱，檢查并調(diào)整好測試系統(tǒng)。（2） 被測參考面接短路板，用四點平均法測出駐波測量器矩形波導中波導波長。2. 用直接測量法測匹配負載駐波比：（1） 將被測參考面改接匹配負載。（2） 沿測量線移動探針，在駐波最大，最小位置讀指示器讀數(shù)，取三個，數(shù)據(jù)求算術平均值，算出駐波比。（3） 實驗室使用的YM3892型1kHz選頻放大器可以直接從面板上讀出駐波比，其讀數(shù)方法如下：選頻放大器選擇適當量程（即選擇適當?shù)姆糯蟊稊?shù)），被測參考面接待測元件，將探針位置移至駐波極大值處，重新選擇選頻放大器量程，并調(diào)節(jié)可變衰減器的衰減大小，使得選頻放大器的指示數(shù)值為剛好達到最大處（即0分貝處或駐波比為1處），然后將探針位置移至駐波極小值處，此時從選頻放大器的面板上的駐波比那檔可以直接讀出駐波比，其原理也就是上面所述，只不過已經(jīng)按照平方率檢波將對應的值都計算好，便于加快實驗。（4） 使用選頻放大器的測駐波比功能，直接從選頻放大器面板上讀出所測匹配負載的駐波比，并與實驗計算值進行比較。3. 用直接測量法測開口波導駐波比：（1） 將被測參考面波導開口。（2） 重復2－（3）步驟，測出開口波導駐波比。4. 功率衰減法測可調(diào)單螺駐波比（1） 將被測參考面改接可調(diào)單螺和匹配負載。（2） 沿測量線移動探針位置，到駐波極小點處，記下精密可調(diào)衰減器讀數(shù)，記住放大器指示的位置，探針緩慢地向極大點移動，并隨時增加精密可變衰減器的衰減量，使探針移到駐波極大點時，選頻放大器電表指示和探針在駐波極小點位置時相同，記下讀數(shù)，并記下單螺螺深，并按公式（2―――11）計算被測負載駐波比。（3） 改變單螺螺深（），重復步驟（2）。5. 等指示度法測短路活塞駐波比（1） 取下可調(diào)單螺，匹配負載，將被測參考面改接上短路活塞。（2） 使探針沿測量線移動到駐波極小點附近，減小精密可變衰減器的衰減量，使探針在駐波極小點時的放大器指示近于滿刻度的二分之一，稍移動探針，記下極小點兩旁指示為兩倍極小值時的位置和，重復三次，取三個。六. 實驗數(shù)據(jù)記錄與處理：1. 波導波長的測量：極小點兩旁位置2. 直接測量法測匹配負載駐波比：123平均695665660680660642由（2—3）式：3. 直接測量法測開口波導駐波比：123平均889880900442445450由（2—3）式：4. 功率衰減法測可調(diào)單螺駐波比：螺深5. 等指示度法測短路活塞駐波比：123平均極小點兩旁位置由（2—8）式：七. 實驗結果分析及感想 實驗結果分析：負載端接匹配負載的情況下，駐波比約等于1，與理論相符；負載端分別接開口和單螺情況下，駐波比相應增大，并近似可以歸納為隨著單螺深度的增大，駐波比增大；負載端接短路活塞的情況下，駐波比最大，與理論相符合。因此，該實驗不僅測量了不同負載時的駐波比，還驗證了均勻無耗傳輸線在終端接不同負載時的工作狀態(tài)。 感想：本次實驗內(nèi)容較第一次相比更為豐富，在實驗過程中我們接觸到了不同的負載，并在實驗中深刻體會到了不同終端負載導致駐波比的不同。實驗中等指示度法的測量中，由于對實驗沒有深刻的認識和理解，指示度設定較小，最終導致所測量的數(shù)據(jù)不準確。后來，通過改變選頻放大器增益度和可變衰減器的大小，我們測量到了較為符合實際的數(shù)據(jù)。這也警告我們，實驗講義要認真研讀，稍一疏忽往往導致嚴重的錯誤。這個教訓我們要嚴格吸取。八. 思考題：討論大駐波比測量中誤差。用公式，若，問？注：誤差公式：， 答：|ΔΨ|=|λg/πω2|Δω=ρΔω/ω=8%ρ 用等指示度法測大駐波比時，ω會很小，當Δω較大即測量誤差較大時，計算得到的ρ誤差就較大。是否可以用開槽測量線測有源元器件的駐波比？為什么？ 答：不可以。開槽測量線對有源元器件的駐波分布會有較大影響。例如，探針bp對有源元器件的反射作用。開口波導的，說明什么？答：開口導波的ρ是由外界的電磁場分布影響，并不是理想的開路。在實驗過程中，將手放在開口旁邊，就會對開口波導的ρ產(chǎn)生較大影響。試比較說明用直接法，等指示度法及功率衰減法測量電壓駐波比的特點。答：直接法：原理簡單，直接根據(jù)指示讀數(shù)來測量，但是只適用于駐波比小于10的情況，且由于波節(jié)波腹平坦，他們的位置難以確定。 等指示度法：適用于駐波比大于10的情況，KImin的位置比較容易準確確定，但兩個測量點之間的寬度ω很窄，要求測量時的精度要高。 衰減法：適用于任意駐波比的情況，但是在測量時不可避免地要改變波導中的駐波分布，不便于實際使用。用功率衰減法測大駐波比時，可否用低頻衰減器代替微波衰減器（例如：用選頻放大器的輸入衰減器代替微波衰減器），為什么？ 答：不能。選放中的衰減器針對的是二極管的檢波電流I的衰減，而不是微波波段（試驗中約為10GHz）的衰減器。對于微波的衰減，必須要用高頻衰減器。用等指示度法測電壓駐波比的主要誤差來源是什么？，問用等指示度法測時，上述兩種情況下，測的精度所造成的的相對誤差，相差多少倍？當大于100時，用等指示度法測量，將遇到什么困難？答：誤差主要來源于儀器精度（測ω得精度直接決定ρ精度），有：|ΔΨ|=|λg/πω2|Δω=ρΔω/ω。 題中的兩種情況下，ρ的相對誤差為10倍。當ρ大于100時，ω會很小。必須使用高精度的測量長度的儀器。一般的游標卡尺不再適用。 用等指示度法測時，探針深度可以很大，也不會測量結果帶來大的誤差，這是為什么？答：用等指示度法時，ρ都較大。駐波波腹點和波節(jié)點差異顯著，探針影響就會相對較小。且在測量KImin點時，探針必須插入較深，才可以測量出E。實驗三 阻抗測量及匹配技術一. 實驗目的：了解阻抗測量的基本原理和基本測量方法，掌握用匹配負載法測量膜片歸一化電納。了解阻抗匹配的基本原理，基本掌握利用單螺進行調(diào)匹配的基本原理和方法?；臼煜ぷ杩梗▽Ъ{）圓圖的使用方法。二. 實驗儀器與預習要求：1. 實驗主要儀器：（1）X波段信號源（YM1123）（2）1kHz選頻放大器（YM3892）（3）駐波測量器（TC26）（4）可變衰減器（BD202）（5）直讀式頻率計（PX16）（6）短路板（7）可調(diào)晶體架（8）匹配負載（9）感性模片和容性模片（10）活動單螺2. 實驗預習及要求：初步了解用測量線測量微波元件阻抗的基本原理和基本方法，熟悉阻抗匹配的基本原理和常用基本的方法，特別要深刻理解單螺調(diào)匹配的基本原理。三. 實驗儀器與接線框圖：四. 實驗原理：1. 用匹配負載法測膜片的歸一化電納：將被測膜片插入匹配負載與被測參考面之間，根據(jù)網(wǎng)絡理論，其被測膜片的歸一化電納的模為： （3—1） 其正負號由