PAGEPAGE4電磁場(chǎng)、微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)院：電子信息工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)1電磁喇叭天線特性測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯侩姶爬忍炀€方向性圖的測(cè)量方法以及天線的互易性原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置圖1、三厘米固態(tài)信號(hào)源2、喇叭天線3、分度轉(zhuǎn)臺(tái)及支柱4、微分表三、實(shí)驗(yàn)原理由于在通信、雷達(dá)等用途中，天線都處于它的遠(yuǎn)區(qū)，所以正確的測(cè)試天線的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)輻射特性非常重要。天線參量是描述天線輻射特性的量，可用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定。天線參量的測(cè)量是設(shè)計(jì)天線和調(diào)整天線的重要手段，其中最重要的是測(cè)量其輻射場(chǎng)幅值分布的方向性，其表征量是天線的方向函數(shù)及方向圖。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、按圖連接好裝置。2、整機(jī)機(jī)械調(diào)整:首先旋轉(zhuǎn)工作平臺(tái)使0度刻線與固定臂上只針對(duì)正，在轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)臂使活動(dòng)臂上的指針對(duì)正在工作平臺(tái)180度刻線上。3、固定被測(cè)天線，而把輔助天線沿以被測(cè)天線為中心，距離r為半徑的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)記錄工作平臺(tái)角度及微安表度數(shù)。Yoz平面方向圖的數(shù)據(jù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度180177174171168165162159156153150147微安100948062463220106420順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度-180-177-174-171-168-165-162-159-156-153-150-147微安1009692806044261810642逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Xoz平面方向圖數(shù)據(jù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度180177174171168165162159156153150147微安1009280563620820000順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度-180-177-174-171-168-165-162-159-156-153-150-147微安10096887052301242000逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)2電磁波參量的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）在學(xué)習(xí)均勻平面電磁波特性的基礎(chǔ)上，觀察電磁波傳播特性如E、H和S互相垂直。（2）熟悉并利用相干波原理，測(cè)定自由空間內(nèi)電磁波波長(zhǎng)，并確定電磁波的相位常數(shù)和波速。（3）了解電磁波的其他參量，如波阻抗等。二、實(shí)驗(yàn)儀器DH1211型3cm固態(tài)源1臺(tái)DH926A型電磁波綜合測(cè)試儀1套XF-01選頻放大器1臺(tái)PX-16型頻率計(jì)三、實(shí)驗(yàn)原理 兩束等幅、同頻率的均勻平面電磁波，在自由空間內(nèi)從相同（或相反）方向傳播時(shí)，由于初始相位不同，它們相互干涉的結(jié)果，在傳播路徑上形成駐波分布。通過(guò)測(cè)定駐波場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的分布，求得波長(zhǎng)的值，由、得到電磁波的主要參數(shù)：、。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)：x1=37.67x2=44.72x3=53.59x4=59.75(x1+x2)/2=41.195(x3+x4)/2=56.67所以波長(zhǎng)為（56.67-41.195）*2=30.95mm=3.095cm實(shí)驗(yàn)3微波工作波長(zhǎng)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜y(cè)量線的使用方法。掌握工作波長(zhǎng)測(cè)量的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1．測(cè)量系統(tǒng)的連接與調(diào)整進(jìn)行微波測(cè)量，首先必須正確連接與調(diào)整微波測(cè)試系統(tǒng)。圖3－1示出實(shí)驗(yàn)室常用的微波測(cè)試系統(tǒng)，信號(hào)源通常位于左側(cè)，待測(cè)元件接在右側(cè)，以便于操作。連接系統(tǒng)平穩(wěn)，各元件接頭對(duì)準(zhǔn)。晶體檢波器輸出引線應(yīng)遠(yuǎn)離電源和輸入線路，以免干擾。如果系統(tǒng)連接不當(dāng)，將會(huì)影響測(cè)量精度，產(chǎn)生誤差。圖3－1微波測(cè)試系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)整主要指信號(hào)源和測(cè)量線的調(diào)整以及晶體檢波器的校準(zhǔn)。信號(hào)源的調(diào)整包括振蕩頻率、功率電平及調(diào)制方式等。本實(shí)驗(yàn)討論駐波測(cè)量線的調(diào)整和晶體檢波器的校準(zhǔn)。2．測(cè)量線的調(diào)整及波長(zhǎng)測(cè)量（1）駐波測(cè)量線的調(diào)整駐波測(cè)量線是微波系統(tǒng)的一種常用測(cè)量?jī)x器，它在微波測(cè)量中用途很廣，如測(cè)駐波、阻抗、相位、波長(zhǎng)等。測(cè)量線通常由一段開槽傳輸線，探頭（耦合探針、探針的調(diào)諧腔體和輸出指示）、傳動(dòng)裝置三部分組成。由于耦合探針伸入傳輸線而引入不均勻性，其作用相當(dāng)于在線上并聯(lián)一個(gè)導(dǎo)納，從而影響系統(tǒng)的工作狀態(tài)。為了減小其影響，測(cè)試前必須仔細(xì)調(diào)整測(cè)量線。實(shí)驗(yàn)中測(cè)量線的調(diào)整一般包括選擇合適的探針穿伸度、調(diào)諧探頭和測(cè)定晶體檢波特性。探針電路的調(diào)諧方法：先使探針的穿伸度適當(dāng)，通常取1.0～1.5mm。然后測(cè)量線終端接匹配負(fù)載，移動(dòng)探針至測(cè)量線中間部位，調(diào)節(jié)探頭活塞，直到輸出指示最大。（2）波長(zhǎng)測(cè)量用諧振式波長(zhǎng)計(jì)測(cè)量。調(diào)諧波長(zhǎng)計(jì)，使得指示器指針達(dá)到最大值，記錄此時(shí)的波長(zhǎng)計(jì)刻度，查表，確定波長(zhǎng)計(jì)諧振頻率，再根據(jù)，計(jì)算出信號(hào)源工作波長(zhǎng)。三、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置圖圖3－4測(cè)試裝置圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1．調(diào)整測(cè)量線1.1參照?qǐng)D3－4連接各微波元件。1.2測(cè)量線終端接晶體檢波架，調(diào)整微波信號(hào)源使獲得最佳方波調(diào)制輸出功率。1.3調(diào)整測(cè)量線：（1）測(cè)量線終端接匹配負(fù)載，并將探頭晶體檢波輸出端接選頻放大器。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)探頭上部的調(diào)節(jié)螺母來(lái)調(diào)整探針插入深度，其讀數(shù)由頂部標(biāo)尺刻度指示（單位為mm）。插入深度取1～1.5mm。調(diào)諧探針回路（調(diào)銀白色活塞），使指示器讀數(shù)最大，再調(diào)諧檢波回路（黑色活塞），使指示器讀數(shù)最大。2.工作波長(zhǎng)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)：工作頻率為8.999MHZD11=94.5D12=100.0D21=118.9D22=124.5(D11+D12)/2=97.25(D21+D22)/2=121.7所以波長(zhǎng)為(121.7-97.25)*2=48.9mm實(shí)驗(yàn)4電壓駐波比的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諟y(cè)量大、中電壓駐波比的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理電壓駐波比（簡(jiǎn)稱駐波比）是傳輸線中電場(chǎng)最大值與最小值之比，表示為：（4－1）測(cè)量駐波比的方法及儀器很多，本實(shí)驗(yàn)討論用駐波測(cè)量線，根據(jù)直接法，等指示度法測(cè)量大、中電壓駐波比。直接法直接測(cè)量沿線駐波的最大和最小場(chǎng)強(qiáng)（參見圖4－1），根據(jù)式（4－1）直接求出電壓駐波比的方法稱直接法。該方法適用于測(cè)量中、小駐波比。圖4－1無(wú)耗線上的駐波圖等指示度法等指示度法測(cè)量適用于大、中電壓駐波比（）。如果被測(cè)件駐波比較大，駐波腹點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)電平相差懸殊，因而測(cè)量最大點(diǎn)和最小點(diǎn)電平時(shí)，使晶體工作在不同的檢波律，故若仍按直接法測(cè)量駐波比誤差較大。等指示度法是測(cè)量駐波圖形節(jié)點(diǎn)兩旁附近的駐波分布規(guī)律，從而求得駐波比的方法，因此能克服直接法測(cè)量的缺點(diǎn)。圖4－2等指示度法功率衰減法功率衰減法適用于任意駐波比的測(cè)量，它用精密可變衰減器測(cè)量駐波腹點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)兩個(gè)位置上的電平差，從而測(cè)出駐波比。改變測(cè)量系統(tǒng)中精密可變衰減器的衰減量，使探針位于駐波腹點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)時(shí)指示電表的讀數(shù)相同，則駐波比可用下式計(jì)算：（4－6）式中，，分別為探針位于波腹和波節(jié)點(diǎn)時(shí)精密衰減器衰減量。三、實(shí)驗(yàn)儀器及裝置圖如圖4－3所示。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟微波測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)整1.1按圖3－3檢查測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)量線終端接檢波架，開啟電源，預(yù)熱各儀器。1.2按操作規(guī)程使信號(hào)源工作在方波調(diào)制狀態(tài)，并獲得最佳輸出。1.3調(diào)整測(cè)量線，調(diào)整探針電路，檢波電路，使測(cè)量線工作在最佳狀態(tài)。調(diào)整輸入功率電平，使晶體工作在平方律檢波范圍內(nèi)。圖4－3測(cè)試裝置圖1.4用直讀式頻率計(jì)測(cè)量工作頻率，記錄數(shù)據(jù)。1.5測(cè)量線終端接短路板，用交叉讀數(shù)法測(cè)量?jī)蓚€(gè)相鄰波節(jié)點(diǎn)位置，計(jì)算波導(dǎo)波長(zhǎng)，重復(fù)五次，將數(shù)據(jù)記于表4－1中，取平均值作為。用直接法測(cè)量開口波導(dǎo)及單螺釘?shù)碾妷厚v波比。2.1測(cè)量線終端開口，移動(dòng)探針至駐波腹點(diǎn)，調(diào)整指示器靈敏度，使指示電表讀數(shù)達(dá)滿度（或近滿度，“100”或“90”）。2.2分別測(cè)定駐波腹點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的幅值和，列表4-2記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算。表4－2駐波腹點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的幅值指示計(jì)讀數(shù)1239089893.2758892.3測(cè)量線終端接單螺釘（旋入4mm）和匹配負(fù)載，重復(fù)步驟2.1，2.2，并測(cè)量?jī)纱危斜碛涗洈?shù)據(jù)并計(jì)算。3.用等指示度法測(cè)量單螺釘?shù)碾妷厚v波比。3.1調(diào)節(jié)單螺釘穿伸度約7mm，測(cè)量線探針移至駐波節(jié)點(diǎn)。調(diào)整可變衰減器，指示度靈敏度，必要時(shí)可調(diào)整測(cè)量線探針穿伸度（一般不調(diào)），使指示電表讀數(shù)接近“40”或“50”，讀取駐波節(jié)點(diǎn)幅值