1、PAGE 說 明由于實驗儀器設備進行更新，目前用新的實驗儀器設備進行微波技術實驗，有些實驗內容和操作步驟有所變動，因此，根據實驗室現有的設備情況，為同學們編寫這份“微波技術實驗指導補充材料”，作為原實驗指導書的補充。預習時，應將兩者結合起來，充分做好每一個實驗的準備工作。 微波實驗室 曹紅燕 2009.8實驗一 微波技術計算機輔助分析和計算要求同學們根據所學的微波技術三大理論，各組自選一個課題，自選一種計算機語言進行微波技術計算機輔助分析和計算。實驗報告中，必須有以下內容：實驗目的，內容，原理(包括公式)，軟、硬件要求；軟件流程圖，源程序，執行程序，使用說明；心得體會，特色及有待改進的問題。注

2、意事項：正確應用微波技術的有關原理和公式，要求計算結果及圖形顯示正確無誤，可結合例題、作業，同組成員分別自查，組與組之間互查。實驗報告、源程序和執行程序以電子版形式上交任課老師。(注意：原實驗指導書中的“實驗一 速調管的振蕩特性”因儀器廢型而不做。)實驗二 測量線及其使用需要注意的事項與記錄的內容： 第 組 學號： 姓名： 同組人姓名： 實驗儀器設備:儀 器 名 稱型 號 規 格生產串號或設備編號 1. 微波信號源 DH 1121 A型 3cm 固態信號源 2. 隔離器 3. 可變衰減器 4. 波長計5. 波導測量線DH 364 A00型 6. 被測負載終端短路的可變衰減器,衰減刻度為30格

3、7. 短路片 8. 選頻放大器 實驗系統方框圖：參考原指導書。注意，應在“可變衰減器”與“波導測量線”之間加“波長計”。實驗內容及步驟：1. 測量波導波長和節點位置1). 測信號源的工作頻率: 置“方波”工作狀態，移動測量線探頭至波腹點處不動，調可變衰減器使選頻放大器的指示接近滿量程；旋波長計調諧機構使選頻放大器的指示最小，讀得波長計指示刻度： ， 查表得信號源的工作頻率： MHz測完頻率后應旋波長計調諧機構使其失諧(選頻放大器指示恢復最大)。2). 終端短路，置“方波”工作狀態，用兩點法測量兩個波節點的位置、，確定等效終端,求，并由求：=或=(mm) MHz (a=22.86mm)2. 作檢

4、波晶體的定標曲線定波腹點位置：參考：= mm，實際： mm (以指示最大點為準)，調節衰減量，使 （i）100 l (mm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 100注意：定標曲線的有關數據測完后，測試系統中可調節裝置的位置不得隨意變動！3.端接負載，測量 和及 (查圓圖得要求圖示) =或 =(+)/2=(mm) 查E定標曲線 查E定標曲線 查圓圖得 4.經老師檢查無誤并同意后，方可關機離開。實驗三 阻抗測量與阻抗匹配需要注意的事項與記錄的內容： 第 組 學號： 姓名： 同組人姓名： 實驗儀器設備：儀 器 名 稱型 號 規 格生 產 串 號 1. 微波信號源 DH 1121

5、A型 3cm 固態信號源 2. 隔離器 3. 可變衰減器4. 波長計 5. 波導測量線 6. 被測負載終端短路的可變衰減器,衰減刻度為 格 7. 短路片 8.單螺調配器 鍍 L0= mm 9.選頻放大器 實驗系統方框圖: 選頻放大器微波信號源 隔離器 可變衰減器 波長計 測量線 短路片 被測負載 單螺調配器 被測負載 實驗內容及步驟：1. 阻抗測量: 要求f為9350MHz左右,以終端短路的可變衰減器作為被測阻抗的模擬負載,將其衰減刻度放在適當的位置,使駐波系數在1.61.9之間,測量該狀態的阻抗。1). 調整系統使正常工作。2). 測量信號源的工作頻率：波長計指示刻度: ，查表得信號源的工作

6、頻率: MHz3). 測量線終端接短路片，用兩點法測量兩個波節點的位置，求得并確定等效終端=或。 =或 (mm)4). 調可變衰減器使衰減最大，測量線終端換接負載，調節并測和及:(1).移動測量線探針至,調整衰減量使為滿量程,再移動探針至, 在選頻放大器讀 值(無駐波比標刻度的可查實驗講義p48)，若 值不符合要求，調整負載的可變衰減器的衰減刻度后，再重復以上過程，直至 值為1.61.9，記錄最后結果：負載的可變衰減器的衰減刻度 值( 注意,此后應保持被測負載的狀態不變! ) (2).測定左邊第一個波節點的位置和及：=或 (mm) (mm) (mm)=(+)/2 (mm)= (mm) 查圓圖得

7、 2. 用單螺調配器進行阻抗匹配，要求最終匹配到駐波系數 1.05。1).在圓圖中,由點(A)找到點(B)，得其電刻度為。2).在導納圓圖中, 點(B)沿 圓順時針轉至與匹配圓(g=1)交于C (應為呈電感性的點,即),讀C點的電刻度,從點(B)沿圓順時針轉至點(C)的電刻度為 (要求圖示)， 計算螺釘離負載的理論距離及其在單螺調配器上的實際位置L的刻度，其中為單螺調配器終端與右刻度60的距離, =55(鍍銀)或=54(鍍銅)。 (mm) (取n= ) (mm)3). 將單螺調配器上的螺釘旋出波導使h 0, 移動螺釘置于L刻度處。4). 調可變衰減器使衰減最大，將單螺調配器接于測量線與被測負載

8、之間 (注意,應保持被測負載的狀態不變!)。5). 慢慢加大螺釘旋入深度h，并隨時調節可變衰減器的衰減量、移動測量線探針，監視 的變化，直至 1.05。若達不到要求，應檢查d、L的計算是否有誤。調配成功后，記下h和 值。螺釘實際位置(mm)螺釘旋入深度h (mm)調配后的 值注意：，請保持測試系統及被測負載的狀態不變，接著作實驗四。實驗四 金屬銷釘電納的測量(保持實驗三的測試系統及被測負載的狀態不變，緊接著實驗三之后做)儀器名稱、型號、規格、生產串號同實驗三實驗系統方框圖： 選頻放大器微波信號源 隔離器 可變衰減器 波長計 測量線 單螺調配器 短路片 失配負載實驗內容: 1).測量銷釘電納b與

9、銷釘插入深度h的關系曲線; 2)利用銷釘的h-jb曲線，將系統的失配負載進行調配，使 1.05.實驗步驟：1.測量銷釘電納b與銷釘插入深度h的關系曲線:1). 記下實驗三所測得f及： 工作頻率f為9350MHz左右，= mm。2). 調節可變衰減器使其衰減最大，單螺調配器終端換接短路片，注意保持原實驗三負載的狀態不變。3). 計算銷釘位置 (為波腹點位置) mm (其中取n= )其中，為單螺調配器終端與右刻度60的距離, =55(鍍銀)或=54(鍍銅)。旋出銷釘使h=0，置銷釘于刻度4).檢查銷釘是否旋出使h=0，調可變衰減器的衰減使波腹點接近滿量程，然后用測量線測量一個波節點的位置 (兩點法

10、) 以作為下面測繪hjb曲線參考點 。 (mm)5). 測繪hjb曲線：(1). 確定銷釘置于單螺調配器刻度處（波腹點）無誤后，再緩慢旋入銷釘，每旋入1mm，就移動測量線探針用兩點法測 右邊的第一個波節點 ，記錄于下表。(2).由求：在導納圓圖的單位圓上從波腹線(左實軸)順時針轉電刻度讀。(3).以上數據記入下表，在坐標紙上繪制hjb曲線。h-jb曲線測定后，請保持測試系統及被測負載的狀態不變，繼續下面的實驗。 參考點= mm h (mm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 節 點 li=(li左+li右)/2(mm)(mm) 0 0 0 02. 利用銷釘的h-jb曲線，將系統的失配負載

11、進行調配，使 1.05.。1).將實驗三的負載的有關數據填入下表(注意,應保持負載的狀態不變!)：負載的可變衰減器的衰減刻度 值（指調配前） (mm) (取n= ) (mm)2). 用單螺調配器進行阻抗匹配，要求最終匹配到駐波系數 1.05。(1). 調可變衰減器使其衰減最大，單螺調配器終端換接負載(注意,應保持負載的狀態不變!)。(2). 由銷釘的h-jb曲線及值，求得螺釘的插入深度。(3). 以d、作為初略匹配參數，后進行精細地調配：旋出銷釘使h=0，根據L、放置銷釘及確定插入深度。 然后進行精細調配，先固定插入深度，略調銷釘位置L，使 下降到最小； 再固定銷釘位置L， 略調插入深度 ，使

12、 進一步變小。如此反復，直至 3 時，需要采用“二倍最小值法”（“三分貝法”）測。其步驟為：置測量線探針于電壓波節點處(用兩點法確定)，調整衰減量使(平方檢波率)的指示為某一整數（如40），保持衰減量不動。再緩慢移動測量線探針（謹防指針打表！），使指示為2，記下此時測量線的、(圖d)。測后隨即加大衰減量以保護儀表。計算w和，并列表紀錄。wz2 (8)圖d “二倍最小值法”測量大、中駐波比2 w=|此外，還可用“功率衰減法”測，此法適用于任意駐波比的測量，能克服“直讀法”、 “等指示度法”測 的缺點，但需用精密可變衰減器。改變測量系統中精密可變衰減器的衰減量，使探針位于波腹點和波節點時指示電表的

13、讀數相同，則可用下式計算： (9)式中，Amax和Amin分別為探針位于波腹點和波節點時精密衰減器的衰減量讀數，單位為dB。三、實驗儀器及裝置圖請根據實驗中實際使用的測試系統，自己畫系統方框圖并列表記錄所用儀器的名稱、型號規格及編號，寫入實驗報告。四、實驗內容及步驟1測試系統調整調整系統使之正常工作(包括測量、記錄信號源的頻率、調諧測量線等)。波長計刻度: 頻率: MHz測量線終端接短路片，用兩點法測量波導波長 , 選定等效終端 , 列表記錄：(或)mm測量線終端換接短路活塞。測量線探針準確置于位置不動，短路話塞由”0”刻度開始緩慢向后移動，直至測量線上位置又出現駐波節點，按交叉讀數法(即兩點

14、法)確定此時短路話塞位置的刻度，即為(終端短路的等效位置)。列表記錄： (mm)1.4測量短路活塞的：因受現有短路活塞的長度所限，可用以下方法(圖e)，短路活塞置(如l3 =0 )刻度，移動測量線探針使選頻放大器指示為10mA時，測量線探針不動。將短路活塞緩慢向后移動，待選頻放大器指示各越過一個、后，又指示為10mA時，讀短路活塞的刻度，則。g2 /2100g2 /2圖e 測量短路活塞的用可變短路器(短路活塞)形成開路負載：為終端開路的等效位置 (當短路活塞旋至時，測量線上位置為駐波波腹點)。列表記錄測量數據及計算結果： =mm2。用三點法測量雙端口網絡的散射參量測量線與短路活塞中間接入待測元

15、件 ( “滑動單螺釘”, 即單螺調配器后接可變衰減器，記錄單螺位置L= 、插入深度h = mm、衰減器衰減刻度a = 格,確認無誤并始終保持其狀態不變)。2.2待測元件終端短路： 短路活塞置于 (= mm)位置，用兩點法測出測量線 (= mm) 左邊第一個波節點位置； 測出“滑動單螺釘”輸入端駐波比 (若 3, 采用“二倍最小值法”測, 并列表紀錄測量及計算數據)。按公式(a-5)、(a-6)計算, 以上數據記錄于下表： 2.3待測元件終端開路：短路活塞置于(= mm位置， 用兩點法測出(= mm)左邊第一個波節點位置；測“滑動單螺釘”輸入端駐波比(若 3, 采用“二倍最小值法”測, 并列表紀錄測量及計算數據)。按公式(a-5)、(a-6)計算 , 以上數據記錄于下表：2w=| 2.4 取下短路活塞 , 待測元件終端接匹配負載，用兩點法測出(= mm) 左邊第一個波節點位置；測“滑