3微波測量系統(tǒng)調(diào)試方法

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東北師范大學遠程與繼續(xù)教育學院

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實驗報告

學習中心：通榆縣職業(yè)教育中心奧鵬學習中心專業(yè)名稱：物理學課程名稱：近代物理試驗*學號：202306988253姓名：李大新

2014年8月17日

報

課程名稱：近代物理試驗告正文

試驗日期：2023年8月17日編號NO：3開始時間：7時40分；終止時間：9時30分；試驗題目：微波測量系統(tǒng)調(diào)試與頻率測量同組者：高永學試驗題目：微波測量系統(tǒng)調(diào)試與頻率測量及工作單位：李大新吉林省通榆縣第一中學內(nèi)容提要：微波測量系統(tǒng)調(diào)試方法摸索與頻率測量

605040I/μA3020230050100150VR/V202350300圖9反射式速調(diào)管工作模區(qū)U—I曲線圖分析：如下圖，反射式速調(diào)管并非在任意的反射級電壓值下都產(chǎn)生震蕩，只有在某些特定的電壓下才能產(chǎn)生震蕩，從圖中可以看出各振蕩模的基本規(guī)律都是一致的，輸出功率都實現(xiàn)增大后減小至零，且最大輸出功率對應一個特定的頻率值f0.試驗測得中心振蕩頻率f0的波長λ0=8.86mm,查表得f0=9210（MHz）。②試驗測得最大功率附近±5V對應檢波電流，列出表二：表二反射極電壓，振蕩頻率和功率數(shù)據(jù)表-VR/VI/uAλ/mmf/MHz由表可知︱P/VR︱=︱(48.5-43.2)/(146-141)︱=1.06︱f/VR︱=︱(9210-9202)/(146-141)︱=1.614143.28.92920214648.58.86921015142.88.7192282.反射式速調(diào)管鋸齒波調(diào)頻工作狀態(tài)的觀測。①調(diào)理儀器得下圖：

上圖凸起的波形為鋸齒波的模，表示有功率輸出。②選擇較大的一個模，調(diào)理吸收式波長表。工作模區(qū)波形圖頂部出現(xiàn)一個下降峰：由上圖可知，下降峰表示能量被吸收，即產(chǎn)生了諧振。此時下降峰最大，諧振最大。此時調(diào)諧尺寸為8.82mm.查表得中心振蕩頻率f0=9210MHz.根據(jù)檢波特性求得f1,f2-VR1=148Vλ1=9.01mmf1=9190MHz-VR2=173Vλ2=8.65mmf2=9210MHz則反射式速調(diào)管電子調(diào)諧寬度為:?f?|f1?f2|=9190-9210=20MHz電子調(diào)諧靈敏度為:We?|f?f|?f?12=20÷25=0.8MHz∕v?VR|VR1?VR2|3.反射式速調(diào)管方波調(diào)幅工作狀態(tài)的觀測在方波狀態(tài)下，調(diào)理調(diào)制幅度，至輸出功率最大，此時示波屏上的圖案如下圖所示：

此時：λ=8.85mmf=9210MHz上圖不是嚴格的方波，可能原由于所取得反射極電壓不是最正確。思考與探討：1.反射式速調(diào)管有哪幾種工作狀態(tài)？應分別選用什么儀表作指示器？答：一般有三種：連續(xù)振蕩(等幅)狀態(tài)，方波（或矩形脈沖）調(diào)幅狀態(tài)和鋸齒波（或正弦波）調(diào)幅狀態(tài)。可使用檢波指示器觀測連續(xù)振蕩狀態(tài)，示波器觀測方波和鋸齒波調(diào)幅狀態(tài)。2.調(diào)整反射式速調(diào)管微波信號源的工作頻率有哪幾種常用方法？答：尋常調(diào)整速調(diào)管的振蕩頻率有電子調(diào)諧和機械調(diào)諧兩種方法。“電子調(diào)諧〞是改變反射極電壓，使電子渡越時間改變，電子團的電納改變，速調(diào)管的振蕩頻率也隨之改變，同樣也可以改變陽極電壓從而改變速調(diào)管的振蕩頻率。“機械調(diào)諧〞是通過改變腔的大小和形狀，從而改變其腔體的固有諧振頻率。3.一個典型的微波測量系統(tǒng)一般包括哪幾部分？簡述其主要元件、儀器設備。答：微波測量系統(tǒng)尋常由等效電源、測量裝置、指示儀器三部分組成。微波等效電源部分即微波發(fā)送器，包括微波信號源、工作狀態(tài)（頻率、功率等）監(jiān)視單元、隔離器等。測量裝置部分也稱測量電路，包括測量線、調(diào)配元件、待測元件、輔助器件（如短路器、匹配負載等）以及電磁能量檢測器（如晶體檢波架、功率插頭等）。測量指示儀器是顯示測量信號特性的儀表，如直流電流表、測量放大器、選頻放大器、功率計、示波器、數(shù)字頻率計等。4.微波諧振腔波長表測量頻率的基本原理是什么？答：諧振腔波長表可用兩種不同方法與微波系統(tǒng)連接：傳輸型方法（最大讀數(shù)法）和吸收型法（最小讀數(shù)法）。傳輸式諧振腔有兩個耦合元件，一個將能量從微波系統(tǒng)輸入諧振腔，另一個將能量從諧振腔輸出到指示器，當諧振腔調(diào)諧于待測頻率時，能量傳輸最大，指示器的讀數(shù)也是最大。吸收式波長表的諧振腔只有一個輸入端與能量傳輸線相接，調(diào)諧是從能量傳輸線路接收端的指示器的讀數(shù)的降低而看出的。

5.有時晶體檢波器在速調(diào)管和檢波二極管都完好的狀況下，會出現(xiàn)輸出信號很小的現(xiàn)象，如何調(diào)理？答：（1）速調(diào)管并沒有處于工作模區(qū)，而處于非工作模區(qū)，此時輸出功率很低，接近于零，方法是：調(diào)理速調(diào)管電壓，當指示器的示數(shù)變到到最大時，即得到了匹配狀態(tài)。（2）為了調(diào)大信號可適當調(diào)理衰減器，并且調(diào)理反射極電壓以及始、終端短路活塞，使輸出增大。試驗總結(jié)：①通過本試驗，了解到微波測量系統(tǒng)的基本組成，并對各部件的用法有了了解。②學會了如何調(diào)理“匹配狀態(tài)〞，并在試驗中調(diào)試了系統(tǒng)的