0 微波测量技术实验第2章 (2-1-6) T与p的关系为： 1+r (-i Iri-e-1 (2-1-7) 0+1 由于终端负载不同，波导中电磁场的分布也不同，可以把波导的工作状态归结为三 种一 一行波状态、驻波状态和混波状态。各工作状态下的电场分布如图21-4所示。 E (+IEI (a)行被状态 (b)驻波状态 图2-1-4波导中电场随距终端距离1变化的分布曲线 (1)行波状态。 当微波功率全部为终端负载所吸收时，波导中只有行波，这种状态称为行波状态，也 称为匹配状态，相应的负载称为匹配负载。在匹配状态，不存在反射波，电场E,=E, IrI=0,p=1. (2)驻波状态。 当波导终端接短路片、开路或接纯电抗性负载时波导中形成纯驻波，这种状态称为驻 波状态。在纯驻波状态，终端发生全反射，电场E=E,则有E=2E,E=0, lrl=1,p→o。 (3)混波状态。 在一般情况下，负载吸收部分入射波，产生部分反射波，于是有0<<1,1<ρ 0。波导中传播的既不是行波，也不是纯驻波，而是一个行波和一个驻波的叠加，呈行驻 波状态，这种状态称为混波状态。在混波状态，终端发生部分反射，电场IE,<E, E=1E+E<2E,E.=E|一E,>0。 二、微波测量系统 微波测量系统通常由等效电源、测量装置、指示仪器三部分组成。等效电源部分即微 波发送器，包括微波信号源、工作状态（频率、功率等）监视单元、隔离器等。测量装置部分 也称测量电路，包括波导测量线、调配元件、待测元件、辅助器件（如短路器、匹配负载等） 以及电磁能量检测器（如品体检波器、功率传感器等）。指示仪器是显示测量信号特性的 仪表，如直流电流表、测量放大器、选频放大器、功率计、示波器、数字频率计等。在对信号 频率和功率稳定度要求不太高的情况下，常用微波测量系统一般可简化为如图2-1-5所示 的几部分。 -49
— ４９ — ρ＝ Emax Emin (２Ｇ１Ｇ６) Γ 与ρ的关系为: ρ＝ １＋|Γ| １－|Γ| |Γ|＝ ρ－１ ρ＋１ (２Ｇ１Ｇ７) 由于终端负载不同,波导中电磁场的分布也不同,可以把波导的工作状态归结为三 种———行波状态、驻波状态和混波状态.各工作状态下的电场分布如图２Ｇ１Ｇ４所示. 图２Ｇ１Ｇ４ 波导中电场随距终端距离l变化的分布曲线 (１)行波状态. 当微波功率全部为终端负载所吸收时,波导中只有行波,这种状态称为行波状态,也 称为匹配状态,相应的负载称为匹配负载.在匹配状态,不存在反射波,电场|Ey|＝|Ei|, |Γ|＝０,ρ＝１. (２)驻波状态. 当波导终端接短路片、开路或接纯电抗性负载时波导中形成纯驻波,这种状态称为驻 波状态.在纯驻波状态,终端发生全反射,电场|Er|＝|Ei|,则有|E|max＝２|Ei|,|E|min＝０, |Γ|＝１,ρ → ¥. (３)混波状态. 在一般情况下,负载吸收部分入射波,产生部分反射波,于是有０＜|Γ|＜１,１＜ρ ＜ ¥.波导中传播的既不是行波,也不是纯驻波,而是一个行波和一个驻波的叠加,呈行驻 波状态,这种状态称为混波状态.在混波状态,终端发生部分反射,电场 |Er|＜|Ei|, Emax ＝|Ei|＋|Er|＜２|Ei|,Emin ＝|Ei|－|Er|＞０. 二、微波测量系统 微波测量系统通常由等效电源、测量装置、指示仪器三部分组成.等效电源部分即微 波发送器,包括微波信号源、工作状态(频率、功率等)监视单元、隔离器等.测量装置部分 也称测量电路,包括波导测量线、调配元件、待测元件、辅助器件(如短路器、匹配负载等) 以及电磁能量检测器(如晶体检波器、功率传感器等).指示仪器是显示测量信号特性的 仪表,如直流电流表、测量放大器、选频放大器、功率计、示波器、数字频率计等.在对信号 频率和功率稳定度要求不太高的情况下,常用微波测量系统一般可简化为如图２Ｇ１Ｇ５所示 的几部分
物理实验教程一近代物理实检 0 微波信号源 指示仪器 [指示仪器 隔离器一一督银驼波长表可变复诚器一一波导测量线待测元件一品体检波器 图？-1-5常用微波测量系统的组成 1.波导(waveguide) 波导是常用的微波传输线之一，常见的有矩形和圆柱形两种。实验中常使用3cm矩 形波导（波长3cm左右），基本参数为a=22.86mm,b=10.16mm。在波导中能够传播 的电磁波可分为两大类：一类为横电波(TE波)，磁场可有纵向和横向分量，但电场只有横 向分量：另一类为横磁波(TM波)，磁场只有横向分量，但电场可有纵向和横向分量。 2.谐振腔(resonant cavity) 在颗率处于微波频段时，电感、电容之类的集中参数已失去了意义，此时不能再用普 通的RLC谐振电路，而要采用由金属导体围成的，封闭的、有一定几何形状的空间作为微 波的谐振回路，即谐振腔。 金属波导谐振腔就是两端用金属板封闭的一段波导空腔，金属板上开有耦合孔。常 用的金属波导谐振腔有矩形谐振腔和圆柱形谐振腔两种。谐振腔与波导的耦合是在腔与 波导公共壁上开小孔（耦合孔）作为耦合元件。谐振腔中的波型与波导中的相似，也存在 TE波和TM波两种，由于在一段波导的：方向上被两个短路片短接，故在此方向上也形 成驻波。除以m和n分别表示在x和y方向上的半个驻波的数目外，还以p表示在：方 向上的半个驻波的数日。因此，用TE或TM,表示谐振腔中的波型. 3.衰减器(attenuator) 衰减器是一种用来衰诚微波功率的微波器件，也可作为微波信号源与负载间的去耦 元件。衰减器分为固定衰减器和可变衰减器两种。前者衰减量固定，后者衰减量在一定 范围内连续可调。固定衰减器常用于微波信号源的退耦或用作等效负载，而可变衰减器 常用于功率控制。 4.隔离器(isolator) 隔离器相当于一种不可逆的衰诚器，对微波具有单向吸收的特性。隔离器在正方向 (需要传输信号的方向)上的衰减量（插入损耗）很小，在0.1B左右：在反方向上的衰诚 量则很大，达几十分贝。两个方向上的衰减量之比为隔离度。在微波信号源后面加隔离 器可消除微波信号源和负载之间的有害耦合，既可保证信号的正常传输，又可消除反射波 对振荡器正常工作的影响，从而避免因负载变化使微波信号源的频率及输出功率发生变 化，在微波信号源和负载间起到隔离作用。在使用时一定要注意隔离器的方向性，输入口 和输出口不能接反。 5,定向耦合器(directional coupler) 定向耦合器是一种有方向性的耦合功率的微波器件。主波导中入射行波或反射行波 的部分功率可通过定向耦合器耦合至副波导，用来监视功率或频率变化等。 6.环行器(circulator 环行器是一种非互易的多端口器件。在微波测量技术中，常用环行器控制功率的流 50
— ５０ — 图２Ｇ１Ｇ５ 常用微波测量系统的组成 １．波导(waveguide) 波导是常用的微波传输线之一,常见的有矩形和圆柱形两种.实验中常使用３cm 矩 形波导(波长３cm 左右),基本参数为a＝２２．８６mm,b＝１０．１６mm.在波导中能够传播 的电磁波可分为两大类:一类为横电波(TE波),磁场可有纵向和横向分量,但电场只有横 向分量;另一类为横磁波(TM 波),磁场只有横向分量,但电场可有纵向和横向分量. ２．谐振腔(resonantcavity) 在频率处于微波频段时,电感、电容之类的集中参数已失去了意义,此时不能再用普 通的 RLC谐振电路,而要采用由金属导体围成的、封闭的、有一定几何形状的空间作为微 波的谐振回路,即谐振腔. 金属波导谐振腔就是两端用金属板封闭的一段波导空腔,金属板上开有耦合孔.常 用的金属波导谐振腔有矩形谐振腔和圆柱形谐振腔两种.谐振腔与波导的耦合是在腔与 波导公共壁上开小孔(耦合孔)作为耦合元件.谐振腔中的波型与波导中的相似,也存在 TE波和 TM 波两种,由于在一段波导的z 方向上被两个短路片短接,故在此方向上也形 成驻波.除以m 和n 分别表示在x 和y 方向上的半个驻波的数目外,还以p 表示在z 方 向上的半个驻波的数目.因此,用 TEmnp或 TMmnp表示谐振腔中的波型. ３．衰减器(attenuator) 衰减器是一种用来衰减微波功率的微波器件,也可作为微波信号源与负载间的去耦 元件.衰减器分为固定衰减器和可变衰减器两种.前者衰减量固定,后者衰减量在一定 范围内连续可调.固定衰减器常用于微波信号源的退耦或用作等效负载,而可变衰减器 常用于功率控制. ４．隔离器(isolator) 隔离器相当于一种不可逆的衰减器,对微波具有单向吸收的特性.隔离器在正方向 (需要传输信号的方向)上的衰减量(插入损耗)很小,在０．１dB 左右;在反方向上的衰减 量则很大,达几十分贝.两个方向上的衰减量之比为隔离度.在微波信号源后面加隔离 器可消除微波信号源和负载之间的有害耦合,既可保证信号的正常传输,又可消除反射波 对振荡器正常工作的影响,从而避免因负载变化使微波信号源的频率及输出功率发生变 化,在微波信号源和负载间起到隔离作用.在使用时一定要注意隔离器的方向性,输入口 和输出口不能接反. ５．定向耦合器(directionalcoupler) 定向耦合器是一种有方向性的耦合功率的微波器件.主波导中入射行波或反射行波 的部分功率可通过定向耦合器耦合至副波导,用来监视功率或频率变化等. ６．环行器(circulator) 环行器是一种非互易的多端口器件.在微波测量技术中,常用环行器控制功率的流
微波测量技术实验第2章 向。环行器的种类很多，功能各有差异。例如，波导三端口Y形环行器的功能为：从端口 1输入的功率全部从端口2输出，从端口2输入的功率全部从端口3输出，从端口3输入 的功率全部从端口1输出。 7.调配器(impedance tuner) 调配器是用来调节其后面的微波器件达到匹配的一种微波器件。通俗地讲，所谓匹 配就是使微波完全进人而一点也不反射回来。常用的调配器有单螺钉调配器和三螺钉调 配器，这两种调配器仅用于功率不太大的情况。 8.晶体检波器(crystal detector) 在微波各频段，因频率太高需用特制的微波晶体二极管作为检波元件。晶体检波器 由一段波导和装在其中的微波二极管组成，可实现对微波信号的检波功能。微波二极管 (检波晶体)插入波导宽壁中心，对波导两宽壁间的感应电动势（与该处电场强度成正比） 进行检波。为了获得大的检波信号输出，可调节品体检波器后部的短路活塞位置，使检波 品体处于电场最大处（驻波波腹）。有些品体检波器的前方装有三螺钉调配器，以便使它 后面与输入波导相匹配，提高检波效率。 9.谐振腔波长表(cavity resonator wavemeter) 谐振腔波长表是用来测量微波频率或波长的微波器件，主要由谐振腔、输入耦合，输 出耦合、监视装置和读数装置等部分组成。常用的圆柱形谐振腔波长表由一段波导和带 有调谐短路活塞的圆柱腔构成。旋转螺旋测微头可调节调谐短路活塞的行程进而改变腔 的长度，当谐振腔恰好谐振于待测信号的频率时，就有一小部分微波能量耦合到腔中，致 使微波输出功率下降，指示仪器读数上出现一极小值。腔长可从蝶旋测微头读出，根据蹈 长与谐振频率的对应关系可绘制腔长-频率校正曲线，从而依据腔长获得频率或波长。 l0.波导测量线(waveguide slotted line) 波导测量线是微波测量系统中常用的微波器件，可用来测量波导中的微波波长、频 率，驻波分布特性等。波导测量线可分为两类：一类是电场测量：另 一类是磁场测量。目 前广泛应用的是电场测量。应用电场测量原理设计的波导测量线的主要组成部分包括一 段开槽波导，探头装置（耦合探针，调谐短路活塞、检波晶体）、探头移动机构和位置测量装 置等。实验中使用的是3cm波导测量线，沿槽可移动探针与波导中TE波的电场耦合。 探针与波导中的电场平行，电场的变化在探针上产生感应电动势，经品体二极管检波后由 指示仪器读出。指示仪器读数表示沿槽线分布的场强大小，场强大小的位置由平行于槽 的标尺读出，从而可测得驻波比、驻波相位、波导波长等。 三、谐振腔法测量微波频率 谐振腔法是测量微波短率的直接方法，通过调节谐振腔的谐振频率，使之与待测微波 频率谐振来实现测量。谐振腔波长表是测量频率的常用仪器，可用传输式方法（最大读数 法)和吸收式方法（最小读数法）两种方法与微波测量系统连接。传输式谐振腔波长表的 谐振腔有两个耦合元件：一个将能量从微波测量系统输入谐振腔，另一个将能量从谐振腔 输出到指示仪器。当谐振腔调谐于待测频率时，能量传输最大，指示仪器的读数也最大 如图2-1-6()所示。吸收式谐振腔波长表的谐振腔只有一个输入端与传输线相接。当谐 振腔调谐于待测频率时，能量传输最小，指示仪器的读数也最小，如图2-1-6(b)所示。 51
— ５１ — 向.环行器的种类很多,功能各有差异.例如,波导三端口 Y 形环行器的功能为:从端口 １输入的功率全部从端口２输出,从端口２输入的功率全部从端口３输出,从端口３输入 的功率全部从端口１输出. ７．调配器(impedancetuner) 调配器是用来调节其后面的微波器件达到匹配的一种微波器件.通俗地讲,所谓匹 配就是使微波完全进入而一点也不反射回来.常用的调配器有单螺钉调配器和三螺钉调 配器,这两种调配器仅用于功率不太大的情况. ８．晶体检波器(crystaldetector) 在微波各频段,因频率太高需用特制的微波晶体二极管作为检波元件.晶体检波器 由一段波导和装在其中的微波二极管组成,可实现对微波信号的检波功能.微波二极管 (检波晶体)插入波导宽壁中心,对波导两宽壁间的感应电动势(与该处电场强度成正比) 进行检波.为了获得大的检波信号输出,可调节晶体检波器后部的短路活塞位置,使检波 晶体处于电场最大处(驻波波腹).有些晶体检波器的前方装有三螺钉调配器,以便使它 后面与输入波导相匹配,提高检波效率. ９．谐振腔波长表(cavityresonatorwavemeter) 谐振腔波长表是用来测量微波频率或波长的微波器件,主要由谐振腔、输入耦合、输 出耦合、监视装置和读数装置等部分组成.常用的圆柱形谐振腔波长表由一段波导和带 有调谐短路活塞的圆柱腔构成.旋转螺旋测微头可调节调谐短路活塞的行程进而改变腔 的长度,当谐振腔恰好谐振于待测信号的频率时,就有一小部分微波能量耦合到腔中,致 使微波输出功率下降,指示仪器读数上出现一极小值.腔长可从螺旋测微头读出,根据腔 长与谐振频率的对应关系可绘制腔长Ｇ频率校正曲线,从而依据腔长获得频率或波长. １０．波导测量线 (waveguideslottedline) 波导测量线是微波测量系统中常用的微波器件,可用来测量波导中的微波波长、频 率、驻波分布特性等.波导测量线可分为两类:一类是电场测量;另一类是磁场测量.目 前广泛应用的是电场测量.应用电场测量原理设计的波导测量线的主要组成部分包括一 段开槽波导、探头装置(耦合探针、调谐短路活塞、检波晶体)、探头移动机构和位置测量装 置等.实验中使用的是３cm 波导测量线,沿槽可移动探针与波导中 TE１０波的电场耦合. 探针与波导中的电场平行,电场的变化在探针上产生感应电动势,经晶体二极管检波后由 指示仪器读出.指示仪器读数表示沿槽线分布的场强大小,场强大小的位置由平行于槽 的标尺读出,从而可测得驻波比、驻波相位、波导波长等. 三、谐振腔法测量微波频率 谐振腔法是测量微波频率的直接方法,通过调节谐振腔的谐振频率,使之与待测微波 频率谐振来实现测量.谐振腔波长表是测量频率的常用仪器,可用传输式方法(最大读数 法)和吸收式方法(最小读数法)两种方法与微波测量系统连接.传输式谐振腔波长表的 谐振腔有两个耦合元件:一个将能量从微波测量系统输入谐振腔;另一个将能量从谐振腔 输出到指示仪器.当谐振腔调谐于待测频率时,能量传输最大,指示仪器的读数也最大, 如图２Ｇ１Ｇ６(a)所示.吸收式谐振腔波长表的谐振腔只有一个输入端与传输线相接.当谐 振腔调谐于待测频率时,能量传输最小,指示仪器的读数也最小,如图２Ｇ１Ｇ６(b)所示
物理实险教程一近代物理实经 检人可空和减酒一居茶国一西不权习植人可变戏因一质不收 谐报整 指示仪器读数 指示仅器读数 谐振点 皆振 剥游尺寸 6 测谐尺寸 (a 图2-1-6谐振腔波长表与微波测量系统的连接及相应的谐振曲线 谐振腔波长表的精确度在1%~0.01%范围内。提高精度的主要途径是提高谐振腔 的品质因数Q。因此，谐振腔波长表都是使用高品质因数的谐振腔。 四、驻波法测量波导波长 测量波长的常用方法有谐振法和驻波法。使用谐振腔波长表测量微波频率和波长采 用的就是谐振法。驻波法使用波导测量线测量波长，议也是测量微被箱率的间接方法 当波导测量线终端短路时，传输线上形成纯驻波。波导波长是指波导中导行电磁波的波 长，在数值上等于驻波相邻两个极值点（波腹或波节）之间距离的2倍。场强在极大值点 附近变化缓慢，峰顶位置不易确定，而且探针位于波节点处对场分布的影响最小，因此采 用驻波极小值点的位置米测定波导波长。 测量时移动波导测量线探针，通过测出驻 波相邻两个波节点之间的距离即可求得波与 波长。为了提高测量精度，通常采用“交叉话 数法”确定驻波波节点的位置。如图2-1-7所 id 示，测量波节两侧检波电流均为M的两点，取 这两点位置坐标的平均值作为波节点的坐标 22 则相邻两波节点的位置分别为： 图2-1-7用“交叉读数法”确定驻波节点位置 d-山td,d=+d 从而波导测量线中的波导波长为： 入m=2(dn-dn）=(d,+d:)-(d,+dz) (2-1-8) 式中，d,和dz为波节点d附近左右两点位置：d,和d,为相邻波节点d附近左右两点 位置。 波导测量线的开槽会影响波导波长，在精确测量中需求出无槽波导中的波导波长入， 由理论分析可得，有槽波导测量线中的波导波长入m与相同截面的无槽波导中的入。的关 系为： -.+) (2-1-9) —52
— ５２ — 图２Ｇ１Ｇ６ 谐振腔波长表与微波测量系统的连接及相应的谐振曲线 谐振腔波长表的精确度在１％~０．０１％范围内.提高精度的主要途径是提高谐振腔 的品质因数Q.因此,谐振腔波长表都是使用高品质因数的谐振腔. 四、驻波法测量波导波长 测量波长的常用方法有谐振法和驻波法.使用谐振腔波长表测量微波频率和波长采 用的就是谐振法.驻波法使用波导测量线测量波长,这也是测量微波频率的间接方法. 当波导测量线终端短路时,传输线上形成纯驻波.波导波长是指波导中导行电磁波的波 长,在数值上等于驻波相邻两个极值点(波腹或波节)之间距离的２倍.场强在极大值点 附近变化缓慢,峰顶位置不易确定,而且探针位于波节点处对场分布的影响最小,因此采 用驻波极小值点的位置来测定波导波长. 图２Ｇ１Ｇ７ 用“交叉读数法”确定驻波节点位置 测量时移动波导测量线探针,通过测出驻 波相邻两个波节点之间的距离即可求得波导 波长.为了提高测量精度,通常采用“交叉读 数法”确定驻波波节点的位置.如图２Ｇ１Ｇ７所 示,测量波节两侧检波电流均为 M 的两点,取 这两点位置坐标的平均值作为波节点的坐标, 则相邻两波节点的位置分别为: dmin ＝ d１ ＋d２ ２ ,d′min＝ d３ ＋d４ ２ 从而波导测量线中的波导波长为: λgm ＝２(d′min－dmin)＝(d３ ＋d４)－ (d１ ＋d２) (２Ｇ１Ｇ８) 式中,d１和d２为波节点dmin附近左右两点位置;d３和d４为相邻波节点d′min附近左右两点 位置. 波导测量线的开槽会影响波导波长,在精确测量中需求出无槽波导中的波导波长λg. 由理论分析可得,有槽波导测量线中的波导波长λgm 与相同截面的无槽波导中的λg的关 系为: λgm ＝λg(１＋ Δx２λ２ g ８πa３b ) (２Ｇ１Ｇ９)
微波测量技术实验第2章 式中，△x为波导测量线的槽宽：和b分别为波导的截面宽度和高度。这样，只要测出 入，并给出△x,和b的数值，就可用迭代法求出λ。在开惜影南很小的情况下，一般 量中不区分入m和入，测出的入即为入。 无槽波导中的波导波长入也可直接测量。在波导测量线的输出端接精密可变短路器 (可变电抗器)，用波导测量线确定某一驻波节点位置，探针置于该位置不变：向微波信号 源方向或其反方向移动调谐短路活塞，使探针检测到相邻的另一个驻波节点。这时，调谐 短路活塞移动的距离使等于半个波导波长。 通过波导波长入.可计算出自由空间中的波长入，频率∫、相速度和群速度“，即 (2-1-10) 1+( g=入，f (2-1-11) u-ve (2-1-12) 式中，c为自由空间中的光速。 【实验器材】 实验器材包括微波信号源、隔离器、谐振腔波长表、可变衰减器(variable attenuator) 波导测量线、环形器、谐振腔、单螺钉调配器、匹配负载(matched load)、短路片、可变短路 器(variable short end))、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 【实验内容】 一、基础性实验内容 1,调试微波测量系统 实验所用微波测量系统的基本组成如图2-1-5所示，可变衰减器置于度减量较大的位 置，指示仪器灵敏度置于较低位置，以防止电表过载而损坏。微波信号源选择“等幅”工作 方式，调整系统的始端，终端的调谐短路活塞，使晶体检波指示器的指示值最大。这时，微 波测量系统大致处于匹配状态。 (1)观测微波信号源输出特性 ①微波信号源分别选择“等幅”和“调幅”工作方式，用双踪示波器观察输出信号波 形，分析“等幅”和“调幅”两种工作方式时输出信号的区别。 ②微波信号源选择“扫频”工作方式，用双踪示波器观察吸收式谐振腔波长表的吸收 谷波形，估测扫频范围。 (2)调整波导测量线， 波导测量线是微波实验不可缺少的基本仪器之一，可用来测量微波波长、频率，驻波 比、阻抗、相位等多种微波参量。波导测量线的耦合探针由传动机构带动，沿开槽缝平稳 移动，耦合开槽线中的高频能量，经品体二极管检波后送至指示仪器。由于耦合探针穿入 波导而引入不均匀性，其作用相当于在传输波导上并联一个导纳（阻抗的倒数），从而影响 系统的工作状态，因此测量前必须仔细调整波导测量线，以减少其影响。 -53
— ５３ — 式中,Δx 为波导测量线的槽宽;a 和b 分别为波导的截面宽度和高度.这样,只要测出 λgm ,并给出 Δx,a 和b 的数值,就可用迭代法求出λg.在开槽影响很小的情况下,一般测 量中不区分λgm 和λg,测出的λgm 即为λg. 无槽波导中的波导波长λg也可直接测量.在波导测量线的输出端接精密可变短路器 (可变电抗器),用波导测量线确定某一驻波节点位置,探针置于该位置不变;向微波信号 源方向或其反方向移动调谐短路活塞,使探针检测到相邻的另一个驻波节点.这时,调谐 短路活塞移动的距离便等于半个波导波长. 通过波导波长λg可计算出自由空间中的波长λ、频率f、相速度vg 和群速度u,即 λ＝ λg １＋ ( λg ２a ) ２ (２Ｇ１Ｇ１０) vg ＝λgf (２Ｇ１Ｇ１１) u＝ c２ vg (２Ｇ１Ｇ１２) 式中,c为自由空间中的光速. 【实验器材】 实验器材包括微波信号源、隔离器、谐振腔波长表、可变衰减器(variableattenuator)、 波导测量线、环形器、谐振腔、单螺钉调配器、匹配负载(matchedload)、短路片、可变短路 器(variableshortend)、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. 【实验内容】 一、基础性实验内容 １．调试微波测量系统 实验所用微波测量系统的基本组成如图２Ｇ１Ｇ５所示,可变衰减器置于衰减量较大的位 置,指示仪器灵敏度置于较低位置,以防止电表过载而损坏.微波信号源选择“等幅”工作 方式,调整系统的始端、终端的调谐短路活塞,使晶体检波指示器的指示值最大.这时,微 波测量系统大致处于匹配状态. (１)观测微波信号源输出特性. ① 微波信号源分别选择“等幅”和“调幅”工作方式,用双踪示波器观察输出信号波 形,分析“等幅”和“调幅”两种工作方式时输出信号的区别. ② 微波信号源选择“扫频”工作方式,用双踪示波器观察吸收式谐振腔波长表的吸收 谷波形,估测扫频范围. (２)调整波导测量线. 波导测量线是微波实验不可缺少的基本仪器之一,可用来测量微波波长、频率、驻波 比、阻抗、相位等多种微波参量.波导测量线的耦合探针由传动机构带动,沿开槽缝平稳 移动,耦合开槽线中的高频能量,经晶体二极管检波后送至指示仪器.由于耦合探针穿入 波导而引入不均匀性,其作用相当于在传输波导上并联一个导纳(阻抗的倒数),从而影响 系统的工作状态,因此测量前必须仔细调整波导测量线,以减少其影响