DH406A0型波導(dǎo)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)講課教案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DH406A0型波導(dǎo)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)-DH406A0型微波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（波導(dǎo)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)）使用說(shuō)明書(shū)北京大華無(wú)線電儀器廠目錄一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述二主要技術(shù)規(guī)格三系統(tǒng)試驗(yàn)方法四系統(tǒng)的成套性五產(chǎn)品質(zhì)量保證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述本系統(tǒng)是為適應(yīng)高等院校近代物理實(shí)驗(yàn)而配置的微波參數(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。它是由三公分微波波導(dǎo)元件組成，各學(xué)校可根據(jù)教學(xué)試驗(yàn)大綱要求，與選件配套組成各種試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要功能可使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)并掌握下列基本知識(shí)：了解各種微波器件了解微波工作狀態(tài)及傳輸特性了解微波傳輸線場(chǎng)型特性熟悉駐波、衰減、波長(zhǎng)（頻率）和功率的測(cè)

2、量學(xué)會(huì)測(cè)量微波介質(zhì)材料的介電常數(shù)和損耗角正切值二主要技術(shù)規(guī)格：頻率范圍：86009600MHz波導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)：BJ100（GB11450.2-89）法蘭盤型號(hào)：FB100環(huán)境條件：按電子測(cè)量?jī)x器環(huán)境試驗(yàn)總綱（GB6587.1-86）第二組標(biāo)準(zhǔn)供電要求：試驗(yàn)用各種儀器均需用交流穩(wěn)壓電源三系統(tǒng)試驗(yàn)方法：微波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的使用在教材中有較為詳盡的論述，本說(shuō)明書(shū)只簡(jiǎn)單介紹幾種測(cè)量方法。各高校可結(jié)合教學(xué)大綱，選取不同的選件擴(kuò)展各種試驗(yàn)。（選件見(jiàn)附錄）31駐波測(cè)量：選頻放大器微波信號(hào)源隔離器波長(zhǎng)表可變衰減器匹配負(fù)載被測(cè)件波導(dǎo)測(cè)量線圖一：駐波測(cè)量框圖3.1.1按圖一所示的框圖連接成微波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。3.1.2調(diào)整微波信號(hào)

3、源，使其工作在方波調(diào)制狀態(tài)。3.1.3左右移動(dòng)波導(dǎo)測(cè)量線探針使選頻放大器有指示值。3.1.4用選頻放大器測(cè)出波導(dǎo)測(cè)量線位于相鄰波腹和波節(jié)點(diǎn)上的Imax和Imin。3.1.5當(dāng)檢波晶體工作在平方律檢波情況時(shí)，駐波比S為：其駐波分布如圖二：IImaxIminL圖二駐波分布圖其中：I：為選頻放大器的指示值L：為駐波在波導(dǎo)測(cè)量線中的相對(duì)位置3.2大駐波系數(shù)的測(cè)量當(dāng)被測(cè)件駐波系數(shù)很大時(shí)，駐波波腹點(diǎn)與波節(jié)點(diǎn)的電平相差較大，在一般的指示儀表上，很難將兩個(gè)電平同時(shí)準(zhǔn)確讀出，晶體檢波律在相差較大的兩個(gè)電平可能也不同，因此不能將它們相比求出駐波系數(shù)。下面介紹用功率衰減法測(cè)量大駐波系數(shù)。信號(hào)源隔離器可變衰減器測(cè)量線

4、選頻放大器被測(cè)元件精密衰減器匹配負(fù)載波長(zhǎng)表圖三：功率衰減法連接框圖3.2.1按圖三連接儀器，使系統(tǒng)正常工作，精密衰減器置于“零”衰減刻度。3.2.2將測(cè)量線的探針調(diào)到駐波波節(jié)點(diǎn)，調(diào)節(jié)精密可變衰減器，使電表指示在80刻度附近，并記下該指示值。3.2.3將測(cè)量線的探針調(diào)到駐波波腹點(diǎn)，并增加精密衰減器的衰減量，使電表指示恢復(fù)到上述指示值，讀取精密衰減器刻度并換算出衰減量的分貝值A(chǔ)。被測(cè)駐波系數(shù)為：3.3頻率測(cè)量（諧振腔法）：3.3.1按圖一所示的框圖連接微波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。3.3.2將檢波器及檢波指示器接到被測(cè)件位置上。3.3.3用波長(zhǎng)表測(cè)出微波信號(hào)源的頻率。旋轉(zhuǎn)波長(zhǎng)表的測(cè)微頭，當(dāng)波長(zhǎng)表與被測(cè)頻率諧振時(shí)，

5、將出現(xiàn)吸收峰。反映在檢波指示器上的指示是一跌落點(diǎn)，(參見(jiàn)圖四）此時(shí)，讀出波長(zhǎng)表測(cè)微頭的讀數(shù)，再?gòu)牟ㄩL(zhǎng)表頻率與刻度曲線上查出對(duì)應(yīng)的頻率。檢波指示器指示I諧振點(diǎn)波長(zhǎng)表測(cè)微頭刻度圖四：波長(zhǎng)表的諧振點(diǎn)曲線3.4波導(dǎo)波長(zhǎng)的測(cè)量：微波信號(hào)源選頻放大器波長(zhǎng)表可變衰減器測(cè)量線可變電抗隔離器圖五：波導(dǎo)波長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)框圖3.4.1按圖五連接測(cè)量系統(tǒng)。由于可變電抗的反射系數(shù)接近1，在測(cè)量線中入射波與反射波的疊加為接近純駐波的圖形，如圖六所示，只要測(cè)得駐波相鄰節(jié)點(diǎn)得位置L1、L2，由，即可求得波導(dǎo)波長(zhǎng)g。3.4.2為了提高測(cè)量精度，在確定L1，L2時(shí)，可采用等指示度法測(cè)出最小點(diǎn)Imin對(duì)應(yīng)的L（參看圖六）,即可測(cè)出I1

6、（I1略大于Imin），相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)位置則：同理：即可求得精度較高的g。IImax負(fù)白載I1ImixX1L1X1X2L2X2”L圖六：電場(chǎng)沿測(cè)量線分布圖3.5功率的測(cè)量可變衰減器微波信號(hào)源隔離器波長(zhǎng)表測(cè)量線選頻放大器調(diào)配器功率計(jì)檢波器檢波指示器波導(dǎo)開(kāi)關(guān)功率頭隔離器負(fù)白載圖七功率測(cè)量微波系統(tǒng)框圖按圖七連接儀器，使系統(tǒng)正常工作。注意：開(kāi)機(jī)前將系統(tǒng)中的全部?jī)x器必須可靠接地，否則，功率頭極易燒毀。3.5.1相對(duì)功率測(cè)量：波導(dǎo)開(kāi)關(guān)旋至檢波器通路，當(dāng)檢波器工作在平方率檢波時(shí)，電表上的讀數(shù)I與微波功率成正比：電流表的指示IP，即表示為相對(duì)功率。3.5.2絕對(duì)功率測(cè)量：波導(dǎo)開(kāi)關(guān)旋至功率計(jì)通路，用功率計(jì)可測(cè)得絕

7、對(duì)功率值。3.6衰減的測(cè)量定義：衰減量dB其中：P1為匹配狀態(tài)下的輸入功率。P2為匹配狀態(tài)下的輸出功率。微波信號(hào)源隔離器檢波器隔離器調(diào)配器選頻放大器選頻放大器可變衰減器波長(zhǎng)表測(cè)量線被測(cè)元件精密可變衰減器圖八：衰減器測(cè)量微波系統(tǒng)框圖3.6.1直接測(cè)量法：按圖八所示的框圖連接微波系統(tǒng)，使微波信號(hào)源處于最佳工作狀態(tài)。接入被測(cè)器件前，調(diào)整調(diào)配器，使測(cè)量線上測(cè)得得檢波部分為匹配狀態(tài)，并從指示器上讀得電流I1。接入被測(cè)器件后，從指示器上讀得電流I2。當(dāng)檢波器為平方律檢波時(shí)：3.6.2高頻替代法被測(cè)器件接入前，調(diào)節(jié)精密可變衰減器至A1，使指示器指示為I。被測(cè)器件接入后，調(diào)節(jié)精密可變衰減器至A2，使指示器指示

8、仍為I。被測(cè)器件的衰減量A=A2-A1，此法比直接測(cè)量法精確,其測(cè)試精度取決于衰減器的精度。注意：進(jìn)行衰減量測(cè)量時(shí)，被測(cè)器件應(yīng)與測(cè)試系統(tǒng)匹配。3.7介質(zhì)及tg測(cè)試系統(tǒng)使用步驟：1按圖九連接測(cè)試系統(tǒng)，使信號(hào)源處于掃頻工作狀態(tài)。2在樣品未插入腔內(nèi)時(shí)，找出樣品諧振腔的諧振頻率。（即改變掃頻信號(hào)源的掃頻范圍），從示波器觀察諧振腔的諧振曲線，用波長(zhǎng)表測(cè)量腔的諧振頻率f0（見(jiàn)圖十）。利用波長(zhǎng)表在示波器上形成的“缺口尖端”為標(biāo)志點(diǎn)，測(cè)定示波器橫軸的頻標(biāo)系數(shù)K（即單位長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的頻率范圍，以兆赫/格表示）作法是：調(diào)節(jié)波長(zhǎng)表，使吸收峰在示波器橫向移動(dòng)適當(dāng)距離L，由波長(zhǎng)表讀出相應(yīng)的頻率差值f,則頻標(biāo)系數(shù)K=f/L

9、,一般可以做到K=0.4兆赫/格,諧振曲線的半功率頻寬f1-f2可以由K和半功率點(diǎn)的距離L1-L2決定。3.在樣品插入后，改變信號(hào)源的中心工作頻率，使諧振腔處于諧振狀態(tài)，再用上述方法測(cè)量的諧振頻率fs和半功率頻寬f1-f2。4.利用公式算出QL，QL其中：QL樣品放入前的品質(zhì)因數(shù)QL樣品放入后的品質(zhì)因數(shù)利用公式可以算出和，f0諧振腔未放入樣品前的諧振頻率fs諧振腔放入樣品后的諧振頻率V0諧振腔體積VS樣品的體積注：作樣品諧振腔的諧振曲線需用掃頻信號(hào)源，若沒(méi)有掃頻信號(hào)源，則應(yīng)逐點(diǎn)改變信號(hào)源的頻率，并保持每個(gè)頻率上有相同的輸出功率。信號(hào)源隔離器隔離器檢波器示波器環(huán)行器波長(zhǎng)表可變衰減器精密衰減器樣品

10、式諧振腔圖九：介質(zhì)及tg測(cè)試系統(tǒng)方框圖PP0(P0-P1)/2P1ff1f0f2半功率點(diǎn)位置圖十：樣品諧振腔的諧振曲線四系統(tǒng)的成套性：序號(hào)名稱數(shù)量序號(hào)名稱數(shù)量1可變衰減器116失配負(fù)載VSWR1.5或2.012波長(zhǎng)表117失配負(fù)載VSWR6713檢波器118短路板14電纜129樣品諧振腔15檢波指示器120通過(guò)式諧振腔16隔離器221耦合片27環(huán)行器122介質(zhì)材料樣片(有機(jī)玻璃)38可變電抗器123介質(zhì)材料樣片(聚四氟乙烯)39單螺調(diào)配器124介質(zhì)材料樣片(電工黑膠木)310面90度彎波導(dǎo)125波導(dǎo)支架411面波導(dǎo)開(kāi)關(guān)126波導(dǎo)夾612直波導(dǎo)B127螺釘40套13直波導(dǎo)C128系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)114定向耦合器129合格證115匹配負(fù)載1五產(chǎn)品質(zhì)量保證我廠自發(fā)貨之日起18個(gè)月內(nèi)，如用戶遵守運(yùn)輸、貯存和使用規(guī)則而產(chǎn)品質(zhì)量低于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，本廠負(fù)責(zé)免費(fèi)修理。*附錄：（實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)選見(jiàn)表）選件序號(hào)配套系統(tǒng)儀器名稱型號(hào)備注說(shuō)明選件一三厘米固態(tài)信號(hào)源DH1121