文档介绍：实验三波导波长(导内波长)的测量和驻波测量
一、实验目的和要求
应用所学理论知识,(波导波长或称导内波长λg).
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二、实验内容
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、电感性膜片和匹配负载(BD20-7)等的驻波系数.
(接上短路板)的大驻波系数.
三、实验原理
当矩形波导(单模传输TE10模)终端(Z=0)短路时,(参见图三之坐标系)表达式为:
在波导宽面中线沿轴线方向开缝的剖面上,电场强度的幅度分布如图三所示.
将探针由缝中插入波导并沿轴向移动,即可检测电场强度的幅度沿轴线方向的分布状态(如波节点和波腹点的位置等).
Y
b
Z
0
a
X
图三
终端短路面
1. 测量波导波长(λg)
将测量线终端短路后,,选频放大器电流表表头指示值为零,测得两个相邻的电压波节点位置(读得对应的游标卡尺上的刻度值Z1节和Z2节),就可求得波导波长为:
由于在电压波节点附近,电场(及对应的晶体检波电流)非常小,导致测量线探针移动“足够长”的距离,选频放大器表头指针都在零处“不动”(实际上是眼睛未察觉出指针有微小移动或指针因惰性未移动),因而很难准确确定电压波节点位置,具体测法如下:
把小探针位置调至电压波节点附近,尽量加大选频放大器的灵敏度(减小衰减量),使波节点附近电流变化对位置非常敏感(即小探针位置稍有变化,选频放大器表头指示值就有明显变化).记取同一电压波节点两侧电流值相同(I0)时小探针所处的两个不同位置(Z1左及Z1右)(电流值越小越精确),则其平均值即为理论节点位置:
用相同的方法测得相邻电压波节点(Z2节)处的Z2左及Z2右
最后可得(参见图四)
Z2右
Z2节
Z1节
I0
0
图四
Z腹
Z2左
Z1右
Z1左
I
Z
注意:①测出一个电压波节点位置之后,将小探针向相邻波节点移动时,要随时加大选频放大器的衰减量,以防选频放大器电流表过载损坏!
②为检验测量的准确性,可以应用理论公式进行验算:
其中:,
2. 测量电压驻波比(ρ)
,不仅可以了解传输线上的场分布,而且可以测量阻抗、波长、相位移、衰减、Q值等其它参量,传输线上存在驻波时,能量不能有效地传到负载,这就增加了损耗;大功率传输时,由于驻波的存在,驻波电场的最大点处可能产生击穿打火,因而驻波的测量以及调配是十分重要的.
根据驻波系数定义,可知ρ的取值范围为1≤ρ<∞,通常按ρ的大小可分三类:
ρ<3为小驻波比; 3≤ρ≤10为中驻波比; ρ>10为大驻波比.
驻波系数的测量方法很多,有测量线法、反射计法、电桥法和谐振法等,用测量线进行驻波系数测量的主要方法及应用条件由表Ⅰ列出:
表Ⅰ用测量线测驻波系数的方法及应用条件
测试方法
应用条件
直接法
中小驻波比ρ≤10
等指示度法
大驻波比ρ>10
功率衰减法
适用任