實(shí)驗(yàn)一 微波測(cè)量?jī)x器和元件的認(rèn)識(shí)

一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
1、 了解微波測(cè)量系統(tǒng)的組成及各部分的作用。

2、 認(rèn)識(shí)微波測(cè)量常用儀器和它們的功能。

3、 掌握微波信號(hào)源的正確調(diào)試和使用方法。

二 實(shí)驗(yàn)原理

1、微波測(cè)量系統(tǒng):

微波測(cè)量系統(tǒng)常用的有同軸和波導(dǎo)兩種系統(tǒng)。同軸系統(tǒng)頻帶寬,一般用在較低的微波頻段。波導(dǎo)系統(tǒng)損耗低，功率大，一般用在較高頻段。

一個(gè)完整的微波測(cè)量系統(tǒng)通常有信號(hào)源，測(cè)量裝置和指示器三部分組成，圖1-1（a）所示。

DH406A0 型微波參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)

圖1-1（a） 微波測(cè)量系統(tǒng)

（1）微波信號(hào)源部份：

它包括微波信號(hào)發(fā)生器，隔離器和功率、頻率監(jiān)視單元，信號(hào)發(fā)生器提供測(cè)量所需的微波信號(hào)，它具有一定頻率和足夠功率。功率、頻率監(jiān)視單元是由定向耦合器取出一部分微波能量，經(jīng)過(guò)檢測(cè)指示來(lái)觀察信號(hào)的穩(wěn)定情況，以便及時(shí)調(diào)整，為了減少負(fù)載對(duì)信號(hào)源的影響，電路中采用了隔離器。

（2）測(cè)量裝置（即測(cè)量電路）：

包括測(cè)量線(xiàn)，調(diào)配元件，待測(cè)元件和輔助元件（如短路器，匹配負(fù)載），以及電
磁能量檢測(cè)器（如晶體檢波器，功率計(jì)探頭等）。

（3）指示部分（即測(cè)量接收器）：

指示器是顯示測(cè)量信號(hào)與特性的儀表，如直流電流表，測(cè)量放大器，功率計(jì)，示
波器，數(shù)字功率計(jì)等。

當(dāng)對(duì)微波信號(hào)的功率和頻率要求不太高時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)可簡(jiǎn)化如圖1-1（b）所示，
微波信號(hào)直接與測(cè)量裝置連接，工作頻率可由波長(zhǎng)計(jì)測(cè)得。

圖1-1(b) 微波測(cè)量系統(tǒng)

2、測(cè)量系統(tǒng)主要儀器性能：

QH3610系列標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一臺(tái)高智能的射頻標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)。它由數(shù)字化高精度標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀和精密程控掃描源融為一臺(tái)輕便主機(jī)，外接RF檢波器和駐波比電橋，在8088CPU控制下，進(jìn)行微波網(wǎng)絡(luò)的傳輸和反射參數(shù)的測(cè)量，亦可進(jìn)行絕對(duì)功率的測(cè)量。本系統(tǒng)廣泛用于通訊，廣播，
電視和雷達(dá)等領(lǐng)域，既有寬帶的方便也有窄帶的精密。

性能特點(diǎn)傳輸，反射和絕對(duì)功率測(cè)量雙獨(dú)立通道高頻率精度大動(dòng)態(tài)范圍八個(gè)獨(dú)立頻標(biāo)存儲(chǔ)/調(diào)用測(cè)試結(jié)果打印GPIB接口歸一化功能QH1121C型微波信號(hào)源本系統(tǒng)具有輸出功率大可調(diào)節(jié)，以數(shù)字形式顯示工作頻率，有等幅輸出，內(nèi)方波調(diào)制，窄帶掃頻及外調(diào)制功能。其微波系統(tǒng)充分考慮器件間及外部電路的匹配。該機(jī)可以實(shí)現(xiàn)振蕩器的工作電壓的調(diào)節(jié)，并可實(shí)時(shí)顯示體效應(yīng)管的工作電壓和電流關(guān)系。

1)頻率范圍：8.6~9.6GHZ

2)輸出功率:>20mW

3)窄帶掃頻寬度:約100MHZ,連續(xù)可調(diào)

QH1121B三厘米固態(tài)信號(hào)發(fā)生器

是一種使用耿氏管何做振蕩源的信號(hào)發(fā)生器,它能長(zhǎng)期工作,耗電少,體積小,功率輸出大,價(jià)格低廉,能輸
出等幅信號(hào)及方波調(diào)制信號(hào),適合于實(shí)驗(yàn)室,工廠,教學(xué)及工業(yè)檢測(cè)等場(chǎng)合使用.頻率圍:8.6~9.6GHZ
DH364A00型三厘米波導(dǎo)測(cè)量線(xiàn)波導(dǎo)測(cè)量線(xiàn)是探測(cè)三厘米波導(dǎo)中駐波分布情況的儀器.它通常用來(lái)測(cè)量波導(dǎo)元件,波導(dǎo)系統(tǒng)的駐波系數(shù),阻抗,還可以測(cè)量波導(dǎo)波長(zhǎng),相移等多種參數(shù),是一種通用的微波測(cè)量?jī)x器.

1)工作頻率范圍:8.2~12.4GHZ

2)合成電壓駐波系數(shù):<=1.03

DH388A0型選頻放大器

本儀器是實(shí)驗(yàn)室用測(cè)量?jī)x器,主要用于測(cè)量微弱低頻交流信號(hào).配合微波測(cè)量線(xiàn)可用于測(cè)量駐波系數(shù),配合微波檢波器可用于測(cè)量衰減量等.該機(jī)靈敏度高,穩(wěn)定性好,適用領(lǐng)域廣泛.

1)頻率范圍：400HZ-----10KHZ

10uV-----2000mV

2)輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍:2uV------2000mV

3)靈敏度:10uV(滿(mǎn)量程)

4)輸入阻抗:20KΩ(1KHz)

QH4861B厘米波功率計(jì)

本儀器可直接用于直接測(cè)量連續(xù)，脈沖調(diào)制的射頻平均功率。它具有體積小，重量輕，使用穩(wěn)定方便等特點(diǎn)。

1)頻率范圍：8.6~9.6GHZ

2)功率范圍:100uW~100mW

3、微波測(cè)量系統(tǒng)中主要元件簡(jiǎn)介：

同軸——波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器是一端元件。同軸線(xiàn)的主模是TEM模，矩形波導(dǎo)的主模是TE10 模， 同軸——波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器使TEM模變成TE10模。

隔離器

隔離器是一種不可逆的衰減器，當(dāng)微波信號(hào)正向通過(guò)時(shí)衰減器量很小，約0.5-db，反向通過(guò)時(shí)衰減量很大，達(dá)20-40db，兩個(gè)方向的衰減量之比稱(chēng)為隔離度。 隔離器應(yīng)用于傳輸系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)起隔離或消除反射的作用。使用時(shí)注意方向性，不能反。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：

1、了解微波測(cè)量系統(tǒng)：

① 觀看常用微波元件形狀，結(jié)構(gòu)，了解其作用，主要性能和使用方法。

② 按照系統(tǒng)方框圖，圖1-2，把微波測(cè)量系統(tǒng)連接好。

2、調(diào)整信號(hào)源：

① 調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，。

② 選擇合適的工作狀態(tài)和調(diào)制信號(hào)的頻率。

③ 選擇實(shí)驗(yàn)所需信號(hào)輸出功率。

④ 按下電源按鍵，指示燈亮，預(yù)熱。

3、功率計(jì)的調(diào)整：

① 根據(jù)測(cè)試頻率范圍和功率選用合適的功率探頭。接到功率計(jì)輸出端。

② 接通電源，預(yù)熱。

③ 根據(jù)測(cè)量功率和選用探頭選擇合適的量程。

④ 調(diào)節(jié)零點(diǎn)，“粗調(diào)”和“細(xì)調(diào)”配合調(diào)節(jié)使表頭指示為零，然后把功率探頭接入被測(cè)信號(hào)源輸出端，減少信號(hào)源衰減量，調(diào)到是實(shí)驗(yàn)所需信號(hào)的功率。

⑤ 測(cè)試完畢，關(guān)閉電源，功率探頭取下。

⑥ 用同軸電纜連接信號(hào)源與測(cè)量系統(tǒng)，把微波信號(hào)送到微波測(cè)量系統(tǒng)。

五、思考題：

1. 一個(gè)典型微波測(cè)量系統(tǒng)包括哪幾個(gè)部分？畫(huà)出系統(tǒng)的方框圖。

2. 同軸——波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器和隔離器在系統(tǒng)中起什么作用？連接隔離器注意什么？
為什么？

3. 使用功率計(jì)應(yīng)注意事項(xiàng)？

4. 怎么使用調(diào)試微波信號(hào)源？

5. “吸收式”頻率計(jì)工作原理是什么？

6. 你對(duì)上好微波實(shí)驗(yàn)課有什么好的建議和想法？