微波基础实验报告.docx

微波基础实验报告.docx微波基础实验报告
【摘要】微波作为电磁波的一种，既有电磁波的共性乂有它所独有的特性。木实验主要研究微波在波
导屮的传播规律，通过基木的测量操作来理解微波的物理性质，比如谐振腔内微波的驻波比、微波的 反射等。本实验屮操作的重点是测量线调谐。通过调节测量线的探针在水平方向上的移动监测驻波的
能最分布，利川选频放大器的电流表可以测量该处的微波功率的相对大小。木实验还对固体微波源的 耿氏二极管的工作特性进行了研究，得到了耿氏二极管的T作曲线和T作特性。木实验还利用一对天 线喇叭研究了微波的辐射特性，得出了微波是一种偏振波的结论。
关键词：波导
驻波测量线驻波比
耿氏二极管微波偏振
一、前言
微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，它不仅在通讯、原了能技术、空间技术、量子电 子学以及农业生产等方面有着广泛的应用，在科学研究屮也是一种重要的观测手段，微波的研究方法 和测试设备祁与无线电波的不同。微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波ZluJ,因 此它兼有两者的性质，却又区别于两者。不论在处理问题时运用的概念和方法上，还是在实际应用的 微波系统的原理和结构上，都与普通无线电不同。在我们的微波实验屮，探测微波系统屮的电磁场 分布情况，测量驻波比、阻抗、调匹配等是微波测量的重要工作。
二、实验：
实验使川的微波源为DH1121A型3cm固体信号源，。怦先做的是对驻波 测量线进行调谐， （既便于观测信号又不至于对电场 强度产生较大煤响），在测量系统终端接上短路片。移动探针位置找到两个波节（此时检波器检出电 流为0）,将探针置于两波节屮间值位置处，调节内外导体的位置，肓至检波输出电流最大，我们认 为此时的测量线已经完成调谐。木实验屮只需调谐一次，但是如果改变信号源的频率或探针深度时需 要重新调谐。
检波晶体的工作原理是将微波信号转换成肓流信号来检测的，晶体二极管是一种非线性元件，亦 即检波电流I同场强E之间不是线性关系，在一定范伟1内，大致有如下关系：
错误！未找到引用源。 式（1）
其屮k,（x是和晶体二极管工作状态有关的参量。当微波场强较大时呈现貞线律，当微波场
强较小时呈现平方律。因此，当微波功率变化较大时ct和k就不是常数，且和外界条件有关，所以在 精密测量中必须对晶体检波器进行校准。在木实验屮，校准方法：将测量线终端短路，这时沿线各点 骁波的振幅与到终端的距离1的关系应
错误！未找到引用源。
当为上述关系屮的1也可以以任意一个驻波节点为参考点。将上两式联立，并取对数得到
错误！未找到引用源。 式（3）
实验装置如下：报告中所有图要统一编号
6•检波晶体;
1•微波源；2 •隔离器；3 •衰减器；4 •频率计；5 •测虽线;
7 •选频放人器；8 •喇叭天线；9 •匹配负载；10 •短路片；11•失配负载
在进行失配负载的匹恥调节时，用到单螺调配器，它的作用是通过探针的位置调节负载与测量线的匹 配。调匹配过程的实质，就是使调配器产生一个反射波，其幅度和失配元件产生的反射波幅度相等而 相位相反，从而抵消失配元件在系统中引起的反射而达到匹配。
三、实验结果与讨论：
1•实验屮实际用到的微波频率从频率计上直接读得：