文档介绍：一、单口网络阻抗测量与匹配
基本要求
了解测量线探针谐的原理。学会微波测量系统调整的基本方法。
掌握用测量线法对单口网络输入阻抗的测量,并根据实验数据熟练运用圆图或公式求出待测负载的输入阻抗。
掌握单镙钉(单枝节)调配器实现阻抗匹配的实验方法。
实验原理
探针调谐
经典的微波测量工具是测量线,英文(Slotted Line)原意是开槽线。按照传
输线的不同,测量线的种类可以分为波导测量线,沿波导宽边中央纵向开槽;同轴测量线,在外导体上向中轴线沿纵向开槽;微波测量线的基本结构包括三部份:开槽线段、探针耦合指示机构、传动机构。
下面以波导测量线为重点,介绍探针调谐的原理。众知,沿波导宽边中央纵
向开一尺寸合适的槽(缝),不切割波导内壁电流,对波导传输的电磁波几乎没有影响。在缝内插入一细小探针,拾取一定的电埸能量,检波后用电流表指示,可相对地表示波导内电埸能量的大小。如果增加传动机构,让探针沿开槽线纵向移动,就能够观察出波导内传输波的状态:行波、驻波、行驻波。并可得到驻波比、阻抗、网络参数等。
电磁波遇到探针后,会产生附加反射,等效这一个电纳,拾取功率后等效为一个电导。所以,探针插入后,在传输线上等效为一个并联的导钠。这个导钠对测量有很大的影响。严格地分析(«微波测量»课)可知:A电钠影响被测驻波的波节点位置,B电导影响被测驻波比的大小,C电钠影响探针拾取功率的大小。尽管探针插入足够深,如果未调谐,检波指示可能为零。
因此,为了准确的测量,必须进行探针调谐,引入一个性质与前述等效电纳相反的的电纳抵消之。实际中,是用一个与探针短路的活塞,调节活塞位置,当检波指示电流最大时,可认为已经调谐。在满足指示灵敏度要求情况下,探针插入越浅越好。
单口负载阻抗测量原理
长线理论可知:要求负载阻抗,必须在传输线上有一点阻抗已知,与负载的距离已知。
证明
根据长线输入阻抗公式
距负载第一个波节点处的阻抗为已知阻抗代入输入阻抗公式
即将此式整理可得
我们的任务是用实验的方法得到这两个要素。
实验方法
选择波节点归一化阻抗为已知阻抗点,用波导测量线测出待测负
载驻波比。驻波比=
(2) 波节点与传输线末端待测负载的接入位置的距离,就是待测长度。
结论:单口负载阻抗的测量就是对这单口负载进行驻波比和待测长度的测量
由于测量线受到结构限制即开槽线不可能延伸到波导末端,不可能直接测量这个长度。这个问题可以利用传输线阻抗周期性相等的原理来解决。在测量线末端接短路负载,形成纯驻波,且短路面处为波节点,在传输线上任何一个波节点均可看作测量线末端的等效位置(等效短路面),在测量线探针行程刻度的中间部位找到短路面和行驻波波节点等效位置DT和Dmin。则待测长度︱DT-Dmin︱=
单口负载阻抗测量的过程,可以用下图简单表示
单螺钉(单枝节)调配器实现负载阻抗匹配
单螺钉调配器是传输线理论中单枝节调配器在波导中具体形式。实现阻抗匹
配的两个要素是:枝节接入位置和枝节的大小,也就是螺钉的位置和深。实