文档介绍：实验一微波常规测量系统的熟悉与调整
一、实验目的
1、了解常用微波常规测量系统的组成,认识常用微波元件,熟悉其特性、在系统中的作用及使用方法。
2、熟悉常用微波仪器的调整和使用方法。
二、实验原理
1、实验系统简介
图1-1 常规微波测量系统
微波常规测量系统如图1-1所示。系统中的仪器和主要元件作用如下:
(1)、信号源:产生微波信号。常用的简易信号发生器,包括速调管振荡器、速调管电源和调制器。速调管振荡器产生并输出需要的连续或调制信号,速调管电源供给速调管振荡器所需各组稳压电源,调制器产生方波调制信号(重复频率一般为1000Hz ),对速调管振荡器进行方波调制。标准信号发生器主要有速调管和体效应管两类,在包含上述功能的基础上增加了输出幅度调节器(可变衰减器)以及频率计等。
(2)、频率与功率监视部分:由正向接入的定向耦合器从主通道中耦合出一部分能量,通过对该部分信号的监测,确定其信号源的频率并监视输出功率的稳定性,标准信号源往往附有监测系统。
(3)、隔离器:是一种铁氧体器件,用于消除负载反射对信号源的影响。理想的隔离器只允许信号由源向负载单方向通过(即对入射波衰减为零)。而全部吸收由负方载向源的反射功率(即对反射波衰减为无穷大)。利用其单向传输特性,既保证了信号的正常传输,又防止反射波进入信号源影响其输出功率和振荡频率的稳定。实用的隔离器正向衰减为零点几分贝,反向衰减为几十分贝。在没有隔离器时,可用固定衰减器代替。此时,对正向、反向信号有同样衰减。
(4)、衰减器:分固定衰减器和可变衰减器两种。为电平元件,用来调节输出功率的大小。调整可变衰减器的衰减量,可以控制到达负载的功率,使指示器有适度的指示。固定衰减器也可以用定向耦合器代替。
(5)、测量线:用来测量负载在传输线上造成的驻波分布,确定驻波系数、驻波最小点位置和波导波长等,以便计算各种待测参数。
(6)、指示器:指示检波电流的大小,对连续波信号、常用微安表、光点检流计等指示器。而对调制波信号,常用选频放大器做指示器。
(7)、负载:包括匹配负载、短路器及其它任何待测终端器件。
(8)、频率计:用于测量信号源频率。在简单的测量系统中也可以将其接在主通道中,接在副通道中的目的在于防止对主通道产生影响。
2、系统调整
在进行微波参数测量之前,首先要对系统进行调整。主要包括:①根据要求调整信号源频率及输出功率;②调整可变衰减器使功率电平满足要求;③系统调配;现将主要调整步骤和原理介绍如下:
(1)、信号源的调整
试验过程中可能会接触到不同型号按“点频”方式工作的信号源,其机械调谐旋钮置于某一位置时,输出相应的单一频率信号。常用的振荡是反射式速调管振荡器或体效应管振荡器。信号源的调整主要包括:①调整频率旋钮,选择需要的频率;②系统调配和调整输出祸合度,使振荡器处于最佳工作状态且输出功率最大;③调整输出衰减器,使信号源输出功率满足测量要求。
在使用信号源之前,请仔细阅读说明书。
(2)、谐振式频率计的使用
在厘米波段,广泛使用谐振式频率计(也称为谐振式波长计)。测量微波频率,实际上是使用一只一端尺寸可调(一般用短路活塞)的单模谐振腔,将其以适当方式接入到测量电路中,调整短路活塞(即改变腔体长度),使之与信号源频率谐振,谐振时活塞位置刻度所对应的频率