实验微波测量系统认识与调试
- 格式:doc
- 大小:1.21 MB
- 文档页数:7
试验一 通常微波测试系统调试一、 试验目1.了解通常微波测试系统组成及其关键元、 器件作用, 初步掌握它们调整方法。
2. 掌握频率、 波导波长和驻波比测量方法。
3. 掌握晶体校正曲线绘制方法。
二、 试验装置与试验原理常见通常微波测试系统如1-1所表示(示意图)。
隔离器衰减器频率计衰减器负载图1-1本试验是由矩形波导(3厘米波段, 10TE 模)组成微波测试系统。
其中, 微波信号源(固态源或反射式速调管振荡器)产生一个受到(方波)调制微波高频振荡, 其可调频率范围约为7.5~12.4GHz 。
隔离器组成是: 在一小段波导内放有一个表面涂有吸收材料铁氧体薄片, 并外加一个恒定磁场使之磁化, 从而对不一样方向传输微波信号产生了不一样磁导率, 造成向正方向(终端负载方向)传输波衰减很小, 而反向(向信号源)传输波则衰减很大, 此即所谓隔离作用, 它使信号源能较稳定地工作。
频率计实际上就是一个可调圆柱形谐振腔, 其底部有孔(或缝隙)与波导相通。
在失谐状态下它从波导内吸收能量很小, 对系统影响不大; 当调到与微波信号源地频率一致(谐振)时, 腔中场最强, 从波导(主传输线)内吸收能量也较多, 从而使测量放大器指示数从某一值忽然降到某一最低值, 如图1-2(a)所表示。
此时即可从频率计刻度上读出信号源频率。
从图1-1可知, 腔与波导(主传输线)只有一个耦合元件(孔), 形成主传输线分路, 这种连接方法称为吸收式(或称反应式)连接方法。
另一个是, 腔与主传输线有两个耦合器件, 并把腔串接于主传输线中, 谐振时腔中场最强, 输出能量也较多, 所以测量放大器指示也最大, 如图1-2(b)所表示。
这种连接方法称为经过式连接法。
在实际中不管哪种连接方法, 当不测频率时, 为了不影响其它试验项目观察, 应把腔调到失谐状态。
可变衰减器也是由一小段波导组成, 其中放有一表面涂有损耗性材料, 并与波导窄壁平行放置薄介质片。
微波测量实验报告一、实验背景微波测量是指利用微波技术对被测物体进行测量的一种方法。
微波是一种电磁波,其频率范围在300MHZ至300GHz之间。
微波测量广泛应用于通信、测距、雷达、卫星等领域。
本实验旨在通过对微波信号的发射、传播和接收进行实验,了解微波测量的基本原理和方法。
二、实验原理微波测量实验主要依赖于微波发射器和接收器的配合。
首先,发射器通过产生一个特定频率和幅度的微波信号,将信号输入到一个导波器(如开放式传输线)中。
信号在导波器中通过传播,并且可以根据特定的设计进行传播路径的调整。
接收器用来接收由被测物体反射或传播过来的微波信号,通过对信号进行处理,可以得到关于被测物体的信息。
在微波测量中,由于微波的特殊性质,测距、测速和测向等参数可以通过对微波信号的相位、频率和幅度进行分析来实现。
例如,利用多普勒频移原理,可以通过测量微波信号的频率变化来计算目标物体的速度;利用相位差原理,可以通过测量微波信号的相位差来计算目标物体的位置。
三、实验设备和材料1.微波发射器:用来产生微波信号的设备;2.导波器:用来传输微波信号的导向装置;3.微波接收器:用来接收被测物体反射或传播过来的微波信号并进行参数分析的设备;4.被测物体:用来反射或传播微波信号的物体。
四、实验步骤1.连接微波发射器和接收器,并对其进行相位校准;2.将被测物体放置在适当位置,调整微波接收器的位置和角度,以便接收到反射或传播过的微波信号;3.运行微波发射器和接收器,记录并分析接收到的微波信号的相位、频率和幅度等参数;4.根据参数分析的结果,计算并得出被测物体的测量结果。
五、实验结果与分析在实验中,我们成功地利用微波发射器和接收器对一块金属板进行了微波测量。
通过对接收到的微波信号的相位、频率和幅度进行实验结果的分析,我们得出了金属板的尺寸和位置等测量结果。
六、实验总结通过本实验,我们了解了微波测量的基本原理和方法。
微波测量广泛应用于通信、测距、雷达、卫星等领域,具有重要的实际应用价值。
射频微波调试实习报告一、实习背景和目的随着现代通信技术的不断发展,射频微波技术在通信系统中扮演着越来越重要的角色。
为了提高自己在射频微波领域的理论知识和实际操作能力,我参加了射频微波调试实习项目。
本次实习的主要目的是学习射频微波设备的使用和调试方法,了解射频微波信号的产生、传输和接收过程,以及掌握射频微波组件的设计和优化技巧。
二、实习内容和过程在实习期间,我参与了射频微波实验室的各种实验和项目,学习了射频微波设备的基本原理和使用方法。
具体实习内容主要包括以下几个方面:1. 射频微波信号的产生和测量:通过使用射频信号发生器、频谱分析仪等设备,学习了射频微波信号的产生、频率调整、幅度控制等操作,并掌握了如何通过频谱分析仪对射频微波信号进行测量和分析。
2. 射频微波传输线路的搭建和调试:学习了射频微波传输线路的基本组成和搭建方法,了解了传输线路的特性阻抗、损耗等参数的计算和测量方法,并通过实际操作,掌握了传输线路的调试和优化技巧。
3. 射频微波组件的设计和制作:学习了射频微波组件的设计原则和制作工艺,了解了射频微波组件的性能指标和测试方法,并参与了射频微波组件的实际设计和制作过程。
4. 射频微波设备的故障排查和维修:学习了射频微波设备的基本结构和故障排查方法,并通过实际操作,掌握了射频微波设备的维修技巧。
三、实习成果和收获通过本次实习,我对射频微波技术有了更深入的了解,并掌握了射频微波设备的使用和调试方法。
在实习过程中,我参与了多个实验项目,积累了丰富的实际操作经验,提高了自己的动手能力。
同时,我也学会了如何对射频微波信号进行分析和优化,为以后从事射频微波领域的工作打下了坚实的基础。
四、实习总结通过本次射频微波调试实习,我对射频微波技术有了更深入的了解,并取得了丰硕的实习成果。
在实习过程中,我不仅学到了专业知识,还锻炼了自己的动手能力和团队协作能力。
我深知射频微波技术在现代通信领域的重要性,将继续努力学习和实践,为我国射频微波技术的发展贡献自己的力量。
实验一、微波测量基础知识班级:核32 姓名:杨新宇学号:2013011806 同组成员:杨宗谕一、实验目的(1)了解和掌握信号发生器使用及校准。
(2)了解微波测量系统的基本组成和工作原理。
(3)掌握常用微波测量系统各器件的调整和使用方法。
(4)频率计(波长表)校准。
(5)了解和掌握测量线使用方法二、实验原理及系统组成1、微波信号源图1是微波信号源的基本框图。
通常由微波信号源、微波测量装置和指示器三部分组成。
它负责提供一定频率和功率的微波信号。
同低频信号源一样,其信号可以是连续波也可以是调制波,工作方式有点频、扫频两种状态工作。
微波信号源被广泛应用的类型主要有以下两种:(1)标准信号发生器标准信号发生器其输出信号的频率、功率和调制系数可在一定范围内调节(有时调制系数可以固定不变),并能准确读数且屏蔽良好。
它能做到输出微波信号准确已知,并能精细调节,特别是能将信号功率连续衰减到毫瓦、微瓦级电平,根据不同用途可具有不同的调制方式。
(2)扫频信号发生器扫频信号发生器是能产生扫频信号的微波信号源,它能从所需频率范围的一端连续地“扫变”到另一端,所以能直接得到各个频率上的测量结果,在示波器或者记录仪上立即显示出所需要的频率特性曲线。
本实验采用的微波源是YM1123 标准信号发生器,工作在等幅模式下。
2、微波测量装置微波测量装置如图2 所示。
主要包括驻波测量线、调配元件、待测元件和辅助元件(如短路器、衰减器、匹配负载、移相器等)。
3、指示器部分指示器是用于显示测量信号特性的仪表,如直流电流表、测量放大器、功率计、示波器、数字频率计、频率计(波长表)等。
4、元件基本原理及作用信号源:本次实验采用YM1123标准信号发生器作为信号源,测量时工作在等幅模式,非测量时工作在其他模式,具体原理见本节第一部分。
数字频率计:由于信号源显示的频率不准,所以要用一个数字频率计来进行频率校准。
后面的频率值均为数字频率计的示数。
同轴波导转换:将同轴线和后面的矩形波导连接起来,将同轴线中的TEM波转变成要测量的微波信号。
微波基本参数测量实验报告摘要:微波系统中最基本的参数有频率,驻波比,功率等。
本实验通过了解电磁波在规则波导内传播的特点,各种常用元器件及仪器的结构原理和使用方法,运用微波测量的基本技术,对微波的频率,驻波比,功率进行测量。
关键词:频率驻波比功率实验仪器引言:微波是一种用途极为广泛,也是我们日常生活必不可少的技术。
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
而对金属类东西,则会反射微波。
微波能通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的器件来获得。
可以产生微波的器件有许多种,但主要分为两大类:半导体器件和电真空器件。
电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件,或称之为电子管。
在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控器、多腔速调器、微波三、四极管、行波器等。
在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管。
微波技术是一门独特的现代科学技术,其重要地位不言而喻,因此掌握它的基本知识和实验方法变得尤为重要。
1.实验目的1.了解各种微波器件;2.了解微波工作状态机传输特性;3.熟悉驻波、衰减、波长(频率)和功率的测量;2实验原理1.1微波频率的测量频率是微波设备的重要参数,微波仪器通过测量其工作频率来检测其是否正常运行。
由于受到器件最高运行速度的限制(目前,高速计数器件PECL计数器的最高输入频率为2.2GHz),直接利用计数器测量频率,其测量范围有限。
不过在本实验中,我们将采用直接测量法。
使用外差式频率计或是数字频率计就能直接读出频率的数值。
微波基本测量实验报告微波基本测量实验报告引言:微波技术是现代通信、雷达、天文学等领域的重要组成部分。
为了更好地了解微波的特性和应用,本实验旨在通过基本的测量实验,探索微波的传输、反射和干涉等现象,并对实验结果进行分析和讨论。
一、实验装置和原理本实验使用的实验装置包括微波发生器、微波导波管、微波检波器、微波衰减器等。
微波发生器产生微波信号,经由微波导波管传输到被测物体,再通过微波检波器接收并测量微波信号的强度。
微波衰减器用于调节微波信号的强度,以便进行不同强度的测量。
二、实验过程和结果1. 传输实验将微波发生器与微波检波器分别连接到微波导波管的两端,调节发生器的频率和功率,记录检波器的读数。
随着发生器功率的增加,检波器读数也相应增加,说明微波信号能够稳定传输。
2. 反射实验将微波发生器与微波检波器连接到微波导波管的同一端,将导波管的另一端暴露在空气中,调节发生器的功率,记录检波器的读数。
随着功率的增加,检波器读数也增加,表明微波信号在导波管与空气之间发生了反射。
3. 干涉实验将两根微波导波管分别连接到微波发生器和微波检波器上,将两根导波管的另一端合并在一起,调节发生器的功率,记录检波器的读数。
随着功率的增加,检波器读数呈现周期性的变化,表明微波信号在导波管之间发生了干涉。
三、实验结果分析1. 传输实验结果表明,微波信号能够稳定传输,说明微波导波管具有良好的传输特性。
传输实验中,微波信号的强度与发生器功率呈正相关关系,这与微波信号的传输损耗有关。
2. 反射实验结果表明,微波信号在导波管与空气之间发生了反射。
反射实验中,微波信号的强度与发生器功率呈正相关关系,说明反射信号的强度与输入信号的强度相关。
3. 干涉实验结果表明,微波信号在导波管之间发生了干涉。
干涉实验中,微波信号的强度呈现周期性的变化,这与导波管的长度和微波信号的频率有关。
当导波管的长度等于微波信号的波长的整数倍时,干涉现象最为明显。
四、实验总结通过本次微波基本测量实验,我们对微波的传输、反射和干涉等现象有了更深入的了解。
第二章微波测量技术实验微波(microwave)是一种波长较短的电磁波,频率范围约为300 MHz~300GHz,对应波长范围约为1m~1mm。
微波波段还可细分为分米波(波长为1m至10cm),厘米波(波长10cm至1cm)和毫米波(波长为1cm至1mm)。
波长在1毫米以下至红外线之间的电磁波称为亚毫米波或超微波,这是一个正在开发的THz波段。
微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术,不仅在雷达、通讯、导航、电子对抗、空间技术、工农业生产的各个方面有着广泛的应用,而且在高能粒子加速器、受控热核反应、射电天文、气象观测、分子生物学、等离子体、遥感技术等当代尖端科学研究中也是一种重要手段。
微波测量技术(microwave measurement technique)作为微波技术的实验部分,在科学研究和工程实际中具有重要作用。
例如:微波加速器可研究原子和分子结构,微波衍射仪可用来研究晶体结构,微波波谱仪可测定物质的许多基本物理量,微波谐振腔可用来测量物质的常数和介电损耗,等等。
因此,微波测量技术已成为重要的近代物理实验技术。
微波测量技术实验的基本目的包含“学微波”和“用微波”两个方面:(1)学习微波基础知识和掌握微波基本测量技术;(2)学习用微波作为观测手段或处理方法来研究物理现象的基本原理和实验方法。
通过一系列实验,了解微波信号(microwave signal)的产生特点、工作状态及传输特性,了解常用微波器件(microwave devices)的基本性能和使用方法;掌握微波传输与测量系统的基本组成和调试技术,掌握频率、功率及驻波比等基本参量的测量技术,掌握微波传输系统的阻抗测量和匹配技术;学会微波网络特性参数测量的基本方法和技术,学会微波天线基本特性参数的测量方法和技术,学会介质材料电磁特性参数的微波测量方法和技术。
本章共包括5个实验项目,分别为微波测量系统调试与频率测量、微波晶体检波律测定与驻波比测量、二端口微波网络散射参量测量、微波天线方向图与极化特性测量、复介电常数的微波测量,各实验项目的实验内容都设计了基础性实验内容和设计性实验内容,后者的设计主要结合了石油或能源应用特色。
实验一微波测量仪器和元件的认识实验一认识微波测量系统及常用微波元器件【实验目的】1.了解三厘米微波测量系统的组成及各部分的作用。
2.学会正确调整和使用测量线。
【实验仪器】三厘米微波参数测量系统【实验原理】(一)微波与电磁波微波是一种波长较短的电磁波,频率范围处于光波和广播电视所采用的无线电波之间,约为300MHz-300GHz,波长范围约为1m-1mm,因此它兼有两者的性质,却又区别于两者,波长较长的分米波(1m至10cm)和无线电波的性能相近,而波长较短的毫米波(1mm至1cm)与光波的性质相似。
根据Maxwell方程组导出的波动方程以及具体波导的边界条件,可以严格求解出只有横电波和横磁波两大类波能够在矩形波导中传播。
横电波又称为磁波,简写为TE 波或H波,磁场可以有纵向和横向的分量,但电场只有横向分量。
横磁波又称为电波,简写为TM波或E波,电场可以有纵向和横向的分量,但磁场只有横向分量。
在实TE波际应用中,一般让波导中存在一种波型,而且只传输一种波型,我们实验用的10就是矩形波导中常用的一种波型。
如果波导终端负载是匹配的,传播到终端的电磁波的所有能量全部被吸收,这时波导中呈现的是行波。
当波导终端不匹配时,就有一部分波被反射,波导中的任何不均匀性也会产生反射,形成所谓混合波。
矩形波导中10TE 模的电磁场结构矩形波导10TE 波具有如下特点:1.存在一个临界波长2a λ=,只有波长c λλ<的电磁波才能在波导管中传播。
2.波导波长g λλ>(自由空间波长)。
3.电场只存在横向分量,电力线从一个导体壁出发,终止在另一个导体壁上,并且始终平行于波导的窄边。
4.磁场既有横向分量,也有纵向分量,磁力线环绕电力线。
5.电磁场在波导的纵方向z 上形成行波。
在z 方向上,y E 和x H 的分布规律相同,即y E 最大处x H 也最大,y E 为零处x H 也为零,场的这种结构是行波的特点。
(二)微波测量系统:微波沿普通的双股导线传输时,会大量向周围空间辐射,同时由于电流的趋肤效应,导线的热损耗也急剧增大,这些都使微波能量无法有效地传输,因此一般不用双导线来传输微波。
实验三微波测量线的使用李洋晶 00748006 实验仪器:DH406A0型三厘米微波参数测量系统。
实验目的:了解3cm微波参数测量实验系统,学会正确调整和使用测量线;掌握使用谐振式频率计(波长表)测量频率的方法;掌握波导波长测量方法;掌握直接法测量驻波比。
一、使用谐振式频率计(波长表)测量信号频率实验装置:测量系统结构框图实验内容:1)关闭所有电源开关,按上图一所示的框图连接微波实验系统。
2)打开所有电源开关之前,将可变衰减器调到最大衰减,以免开机后选频放大器指针超出量程,使表头产生机械损坏。
3)打开选频放大器电源,“频率”选择开关选择“1kHz”(500Hz-1100Hz)或者“宽带”(400Hz-10kHz)(为减少干扰和噪声对系统的影响,建议尽量选择建议选择窄带方式“1kHz”)。
“量程”开关置于“×10”位置,“增益”放在较小位置,“输入电压”细调放至中间位置,“输入电压”步进开关置于较大位置。
并检查此时在没有输入信号的情况下指示是否为零。
4)打开微波信号源电源,选择“方波”(频率1kHz)调制,缓慢调节“频率”到一个合适的值(表头显示频率与真实频率的误差,大约在40MHz以内)。
预热15分钟左右,以使输出频率更稳定。
5)调节可变衰减器,左右移动波导测量线探针位置,适当调整增益等,使选频放大器指示值在表头中间偏右的位置。
6)慢慢旋动频率计(波长表)在10GHz附近转动。
当转动到选频放大器的输出幅度明显降低,在降低到最低的频率时,就是所测信号源的频率。
读出此时波长表上的读数,再从频率与刻度对照表上查出此时对应的频率。
由于频率计的测量精度是小于0.3%,所以这种测量的精度是很高的。
7)最后,在读完数后调节频率计(波长表)使其失谐,以免影响后面的实验内容。
二、使用3cm测量线测量波导波长λg1.实验装置:与上面的相同。
2.实验步骤:1)~4)与上面的1)~4)完全相同。
5)调节可变衰减器,左右移动波导测量线探针位置,适当调整增益等,使选频放大器有合理指示值。
实验一测量线的调整与晶体检波器校准【一】实验目的(1)学会微波测量线的调整;(2)学会校准晶体检波器特性的方法;(3)学会测量微波波导波长和信号源频率。
【二】实验原理进行微波测量,首先必须正确连接与调整微波测量系统。
图1-1 示出了实验室常用的微波测试系统。
系统调整主要指信号源和测量线的调整,以及晶体检波器的校准。
信号源的调整包括振荡频率、功率电平及调制方式等。
本实验主要讨论微波测量线的调整和晶体检波器的校准。
1.测量线的调整测量线是微波系统的一种常用测量仪器,它在微波测量中用途很广,可测驻波、阻抗、相位、波长等。
测量线通常由一段开槽传输线、探头(耦合探针、探针的调谐腔体和输出指示)、传动装置三部分组成。
由于耦合探针伸入传输线而引入不均匀性,其作用相当于在线上并联一个导纳,从而影响系统的工作状态。
为了减少其影响,测试前必须仔细调整测量线。
实验中测量线的调整一般包括的探针深度调整和耦合输出匹配(即调谐探头)。
2.晶体检波器的校准曲线在微波测量系统中,送至指示器的微波能量通常是经过晶体二极管检波后的直流或低频电流,指示器的读数是检波电流的有效值。
在测量线中,晶体检波电流与高频电压之间关系是非线性的,因此要准确测出驻波(行波)系数必须知道晶体检波器的检波特性曲线。
晶体二极管的电流I与检波电压U的一般关系为I=CU n (2-1)式中,C 为常数,n为检波律,U为检波电压。
检波电压U与探针的耦合电场成正比。
晶体管的检波律n随检波电压U 改变。
在弱信号工作(检波电流不大于10 μA)情况下,近似为平方律检波,即n=2;在大信号范围,n近似等于1,即直线律。
测量晶体检波器校准曲线最简便的方法是将测量线输出端短路,此时测量线上载纯驻波,其相对电压按正弦律分布,即:式中,d为离波节点的距离,U max为波腹点电压,λg为传输线上波长。
因此,传输线上晶体检波电流的表达式为根据式(2-3)就可以用实验的方法得到图2-1 所示的晶体检波器的校准曲线。
实验一微波测量基础知识1. 实验目的1)了解和掌握信号发生器使用及校准2)了解微波测量系统的基本组成和工作原理3)掌握常用微波测量系统各器件的调整和使用方法4)频率计(波长表)校准5)了解和掌握测量线使用方法2. 实验原理1)微波信号源图1是微波信号源的基本框图。
通常由微波信号源、微波测量装置和指示器三部分组成。
图1 微波信号源的基本组成它负责提供一定频率和功率的微波信号。
同低频信号源一样,其信号可以是连续波也可以是调制波,工作方式有点频、扫频两种状态工作。
微波信号源被广泛应用的类型主要有以下两种:(1)标准信号发生器标准信号发生器其输出信号的频率、功率和调制系数可在一定范围内调节(有时调制系数可以固定不变),并能准确读数且屏蔽良好。
它能做到输出微波信号准确已知,并能精细调节,特别是能将信号功率连续衰减到毫瓦、微瓦级电平,根据不同用途可具有不同的调制方式。
(2)扫频信号发生器扫频信号发生器是能产生扫频信号的微波信号源,它能从所需频率范围的一端连续地“扫变”到另一端,所以能直接得到各个频率上的测量结果,在示波器或者记录仪上立即显示出所需要的频率特性曲线。
2)微波测量装置微波测量装置如图2所示。
主要包括驻波测量线、调配元件、待测元件和辅助元件(如短路器、衰减器、匹配负载、移相器等)图2 微波测试系统基本框图3)指示器部分指示器是用于显示测量信号特性的仪表,如直流电流表、测量放大器、功率计、示波器、数字频率计、频率计(波长表)等。
3. 实验内容及步骤1)了解微波信号源工作原理,掌握它的使用方法。
2)认识常用微波元件的形状和结构,了解其作用、主要性能及使用方法。
3)按照图3 所示连接系统,用数字频率计对波长表(或称频率计)读数进行校准:图3 波长计校准系统装置图(数字频率计是否使用与所用功率源有关)①将可变衰减器调至最大衰减量,以防止晶体检波器损坏;②按照信号源的操作步骤接通电源;③预热15 以上分钟;④掌握直读频率计(波长表)的使用方法。
微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量1.设定信号源:首先需要设定微波信号源的频率和功率。
信号源是微波测量系统的核心组件,负责产生所需的微波信号。
在设定信号源时,需要根据实际需求选择合适的频率和功率。
例如,在通信领域中,可能需要设定特定的频率和功率以满足通信要求。
2.连接射频/微波设备:信号源产生的微波信号通过射频/微波设备进行传输和处理。
射频/微波设备包括功放器、滤波器、混频器等,用于增强信号、滤除杂散信号、频率转换等处理。
通过合理连接和配置这些设备,可以实现所需的微波测量功能。
3.接收和检测信号:已经设定好的微波信号经过射频/微波设备后,会通过检波器进行接收和检测。
检波器是一种用于接收和测量微波信号的装置,可以将微波信号转化为电信号进行处理。
通过检波器,可以获取微波信号的强度、频率、相位等参数。
4.数据处理与分析:检测到的微波信号在经过检波器后,将通过数据处理装置进行分析和处理。
数据处理装置一般是一台计算机或相关的数据处理设备,用于从原始信号数据中提取有用信息。
根据具体需求,可以进行信号的滤波、调整和整理序列等操作,以便进行后续分析和应用。
微波测量系统中信号源波长功率的测量是一个重要的环节。
波长是微波信号的一个重要参数,表示信号的空间周期性。
波长和频率之间有一个简单的数学关系,即波长等于光速除以频率。
可以通过测量波长来了解信号的频率,从而对信号进行控制和分析。
微波信号的功率是表示信号强度的一个重要参数。
微波测量系统中,通常使用功率计等装置来测量信号的功率。
功率计是一种能够测量微波信号功率的仪器,通过将微波信号转化为电信号,然后对电信号进行测量,从而得到信号的功率值。
测量信号源波长功率的关键在于使用合适的设备和工具。
通常使用专业的仪器和设备可以更准确和方便地进行测量。
此外,测量过程中需要注意仪器的校准和环境的干扰,以确保测量结果的准确性。
总体来说,微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量是微波技术中的关键环节。
微波测量实验报告 CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.北京邮电大学微波测量实验学院:电子工程学院班号:学号:姓名:班内序号:时间:2015年1月实验一熟悉微波同轴测量系统一、实验目的1、了解常用微波同轴测量系统的组成,熟悉其操作和特性。
2、熟悉矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
二、实验内容1、常用微波同轴测量系统的认识,简要了解其工作原理。
矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能:微波同轴测量系统包括三个主要部分:矢量网络分析仪、同轴线和校准元件或测量元件。
各部分功能如下:1)矢量网络分析仪:对RF领域的放大器、衰减器、天线、同轴电缆、滤波器、分支分配器、功分器、耦合器、隔离器、环形器等RF器件进行幅频特性、反射特性和相频特性测量。
2)同轴线:连接矢量网络分析仪和校准元件或测量元件。
3)校准元件:对微波同轴侧量系统进行使用前校准,以尽量减小系统误差。
测量元件:待测量的原件(如天线、滤波器等),可方便地通过同轴线和矢量网络分析仪连起来。
面板组成图如下所示:各部分功能如下:钮(11)电源开关打开或关闭整机电源。
(12)U盘接口Usb盘接口(13)RF OUT射频信号输出口,N型K头。
(射频输出)(14)RF IN射频信号输入口,N型K头。
(射频输入)2、掌握矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
A、S 参数测量步骤;a)将一个待测的二端口网络通过同轴线接入矢量网络分析仪,组成一个微波同轴测量系统,如下图所示:b)然后经过SOLT校准,消除系统误差;c)在矢量网络分析仪上调出S参数测量曲线,读出相应的二端口网络的S参量,保存为s2p数据格式和cst数据格式的文件。
B、如何看开路校准件的电容值设定(校准系数);当传输线终端开路或短路时,所有输入信号功率被反射到入射端,造成全反射。
传输线终端开路时,开路端电流为零。
端点反射信号电流与输入信号电流幅度相等、相位相反,而反射信号电压与输入信号电压同相。
北京邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验内容:微波测量系统的使用和波导波长与晶体检波器的校准测量学院:电子工程学院班级: 2014211202执笔者:组员:2017年3月25日目录实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量 (1)1.实验内容 (1)1.1实验目的 (1)1.2实验原理 (1)1.3实验设备 (2)1.4实验步骤 (4)2.实验数据与分析 (6)2.1实验测量数据 (6)2.2理论分析 (6)2.3实验分析 (6)2.4误差分析 (6)3.实验心得与体会 (7)实验二波导波长的测量 (8)1.实验内容 (8)1.1【方法一】两点法 (8)1.2【方法二】间接法 (10)2.实验步骤 (11)2.1晶体检波率公式计算 (15)2.2误差分析 (16)2.3间接法测量波导波长 (16)3.思考题 (16)4.实验总结 (17)实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量1.实验内容1.1实验目的1.学习微波的基本知识;2.了解微波在波导中传播的特点,掌握微波基本测量技术;3.学习用微波作为观测手段来研究物理现象。
1.2实验原理测量微波传输系统中电磁场分布情况,测量驻波比、阻抗、调匹配等,是微波测量的重要工作,实验系统主要的工作原理如下图:1.3实验设备1.晶体检波器微波测量中,为指示波导(或同轴线)中电磁场强度的大小,是将它经过晶体二极管检波变成低频信号或直流电流,用电流电表的电流1来读数的。
从波导宽壁中点耦合出两宽壁间的感应电压,经微波二极管进行检波,调节其短路活塞位置,可使检波管处于微波的波腹点,以获得最高的检波效率。
2.波导管本实验所使用的波导管型号为BJ—100,其内腔尺寸为a=22.86mm,b=10.16mm。
其主模频率范围为8.20——12.50GHz,截止频率为6.557GHz。
3.隔离器位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收,经过适当调节,可使其对微波具有单方向传播的特性,隔离器常用于振荡器与负载之间,起隔离和单向传输的作用。
实验一 微波测量系统的认识与调试一、实验目的与要求应用所学微波技术的有关理论知识,理解微波测量系统的工作原理,掌握调整和使用微波信号源的方法,学会使用微波测量系统测量微波信号电场的振幅。
了解有关微波仪器仪表,微波元器件的结构、原理和使用方法。
二、实验内容1.掌握下列仪器仪表的工作原理和使用方法三厘M 标准信号发生器<YM1123)、三厘M 波导测量线<TC26)、选频放大器<YM3892)。
2.了解下列微波元器件的原理、结构和使用方法波导同轴转换器<BD20-9)、E-H 面阻抗双路调配器<BD20-8)、测量线<TC26)和可变短路器<BD20-6)等。
三、实验原理本实验的微波测试系统的组成框图如图一所示图 一 信号源波导同轴转换器 单螺钉调配器功率探头数字功率计 微波频率计 E-H 面调配器魔T定向耦合器 H 面弯波导 晶体检波器 测量线 选频放大器可变衰减器它主要由微波信号源、波导同轴转换器、E-H面阻抗双路调配器、测量线和选频放大器主要部分组成。
下面分别叙述各部分的功能和工作原理,其它一些微波元器件我们将在以后的实验中一一介绍。
1.微波信号源<YM1123)1.1基本功能1.1.1提供频率在7.5~12.5GHz范围连续可调的微波信号。
1.1.2该信号源可提供“等幅”的微波信号,也可工作在“脉冲”调制状态。
本系统实验中指示器为选频放大器时,信号源工作在1KHz “”方波调制输出方式。
1.2工作原理1.2.1本信号源采用体效应振荡器作为微波振荡源。
体效应振荡器采用砷化镓体效应二极管作为微波振荡管。
振荡系统是一个同轴型的单回路谐振腔。
微波振荡频率的范围变化是通过调谐S型非接触抗流式活塞的位置来实现的,是由电容耦合引出的功率输出。
1.2.2本信号源采用截止式衰减器调节信号源输出功率的强弱。
截止式衰减器用截止波导组成,其电场源沿轴线方向的幅度是按指数规律衰减。
衰减量<用dB 表示)与轴线距离L成线性关系,具有量程大的特点。
1.2.3本信号源用微波铁氧体构成隔离器。
在微波测量系统中,一方面信号源需要向负载提供一个稳定的输出功率;另一方面负载的不匹配状态引起的反射破坏信号源工作的稳定性,使幅、频发生改变、跳模等。
为了解决这个问题,往往在信号源的输出端接一“单向传输”的微波器件。
它允许信号源的功率传向负载,而负载引起的反射却不能传向信号源。
这种微波器件称之“隔离器”。
这类隔离器在3cm波段可以做到正向衰减小于0.5dB,反向衰减25dB。
驻波比可达1.1左右。
隔离器上箭头指示方向即为微波功率的正向传输方向。
1.2.4本信号源采用PIN管作控制元件,对微波信号进行方波、脉冲波的调制。
1.2.5本信号源功率输出端接有带通滤波器。
它滤去7.5~12.5GHz频率范围的谐波,使信号源输出信号频谱更纯净。
注1:打开信号源的上盖板,即可看到信号源的同轴谐振腔、截止式衰减器、PIN调制器和带通滤波器等结构。
注2:有些单位采用本公司生产的YM1124信号发生器。
它是9.37GHz点频信号源,采用介质振荡技术。
频率稳定度高、输出功率大、有“等幅”和“1KHz”方波两种工作状态。
输出为BJ100波导口。
2.波导同轴转换器<BD20-9)2.1基本功能提供从同轴输入到波导输出的转换。
2.2工作原理波导同轴转换器是将信号由同轴转换成波导传输。
耦合元件是一插入波导内的探针,等效于一电偶极子。
由于它的辐射在波导中建立起微波能量。
探针是由波导宽边中线伸入,激励是对称的。
选择探针与短路面的位置,使短路面的反射与探针的反射相互抵消,达到较佳的匹配。
3.E-H面阻抗双路调配器<BD20-8)3.1基本功能微波传输<测量)系统中,经常引入不同形式的不连续性,来构成元件或达到匹配的目的。
E-H面阻抗调配器是双支节调配器。
在主传输波导固定的位置上的E面<宽边)和H面<窄边)并接两个支节。
通过调节二个支节的长度以达到系统调配。
3.2结构和工作原理E-H面阻抗调配器是由一个双T波导和两只调节活塞组成。
调节活塞是簧片式的接触活塞。
调节E面活塞,等于串联电抗变化,调节H面活塞等于并联电纳的变化<两者配合使用)。
4.微波测量线<TC26)4.1基本功能微波测量线是用来测量微波传输线中合成电场<沿轴线)分布状态<含最大值、最小值和其相对应的位置)的设备。
利用微波测量线<系统)可以测得微波传输中合成波波腹<节)点的位置和对应的场幅、波导波长<相波长)和驻波比等参数。
微波测量线有同轴测量线和波导测量线。
本实验采用波导测量线。
4.2结构和工作原理本实验中的测量线采用BJ-100型矩型波导,其宽边尺寸为a=22.86mm,窄边尺寸为b=10.16mm,频率范围为8.2~12.5GHz。
测量线一般包括开槽线、探针耦合指示机构及位置移动装置三部分。
当测量线接入测试系统时,在它的波导中就建立起驻波电磁场。
众所周知,驻波电场在波导宽边正中央最大,沿轴向成周期函数分布。
在矩形波导的宽边中央于它轴的方向开一条狭槽,并且伸入一根金属探针2,则探针与传输波导1电力线平行耦合的结果,必然得到感应电压,它的大小正比于该处的场强,交流电流在同轴腔3组成的探针电路内,由微波二极管4检波后把信号加到外接指示器,回到同轴腔外导体成一闭合回路。
因此指示器的读数可以间接表示场强的大小。
图二 波导测量线工作原理示意图当探针沿槽移动时,指示器就会出现电场强度E max 和E min 。
从而求得:由标尺指出探针位置可以测出极小点至不连续面的距离dmin ,从而可以测量阻抗。
调谐活塞5在检波头中使晶体处于驻波的腹点以得到最大指示。
检波滑座6用来支持检波头,并可沿轴向移动。
在移动时保证探针与波导的相对位置不变。
5.选频放大器<YM3892)本实验采用选频放大器<一种检测微弱信号的精密测量放大器)对微波二极管的检波电流进行<线性)放大。
5.1基本功能本选频放大器由四级低噪声运算放大器组成的高增益音频放大和选频网络组成。
可使放大电路在“窄带内”对微弱音频信号进行放大,以减小噪声和微波信号源中寄生调频的影响,保证测量的精度。
53 1624 1、传输波导2、探针3、同轴腔4、微波二极管5、调谐活塞6、检波滑座5.2结构和工作原理在信号源内用1KHz的方波对微波信号<如10GHz)进行调幅后输出。
此调幅波在测量线内仍保持其微波特征。
测量线输出端所接负载的特性决定其分布状态。
由小探针检测经微波二极管检波所得的1KHz方波包络表征其微波性能指标。
选频放大器则对此1KHz方波进行有效放大。
YM3892选频放大器是一个增益60dB,可调带宽40Hz,中心频率1KHz的放大器,满足不同输入幅度的可调。
表头指示弧线2条,第一条上标值为线性指示,下为相应的对数<dB)指示。
第二条为驻波比指示,上为驻波比1~3,下为3.2~10。
当驻波比读数大于3.2时,分贝开关可顺时针方向旋转一档,在驻波比刻度3.2~10上读出驻波比。
6.可变短路器<BD20-6)可变短路器由短路活塞与一套传动读数装置构成。
活塞为两节抗流形式,传动丝杆带动活塞作相对于波导轴线移动,并由读数装置上读得其相对行程。
改变短路面的位置,也就改变参考面的电抗和电纳,使节点的位置发生偏移。
四、实验步骤1.按图1连接微波仪器仪表和微波元器件。
将选频放大器的输入端和测量线同轴腔用Q9电缆线相连。
接通选频放大器电源开关。
2.微波信号源开机后,工作状态的指示灯在最右边位置,此工作状态下没有微波功率输出。
由于本实验中指示器为选频放大器,故信号源“重复频率”量程置于“×10”,圆盘刻度置于“100”处<在信号源的左中、下角)<调好将不再变动)。
信号源面板有“衰减”和“频率”显示值。
输出功率由“衰减”调节旋钮调节,顺时针输出减小,逆时针输出变大。
本实验只调节“衰减”调节旋钮来获得适合的功率<两旁的旋钮即“调零”和“衰减调零”是在接上附件“电平探头”时才起作用)。
3.“调谐”旋钮调节使信号源的工作频率发生改变,顺时针频率升高,逆时针频率降低。
置工作频率在自己所需的频率点,如10.00GHz<从数字显示上直读)。
4.接可变短路器在测量线的输出端,移动可变短路器刻度到0.00。
5.通过信号源工作状态键,置工作状态在“”方波状态。
此时信号源输出的是1KHz方波调制下的<10GHz)微波功率。
注意:为防止在拆装微波元器件时,微波功率从波导中辐射,请将工作状态通过选择在最右边位置“外整步”后再拆装。
测试时置于“”方波状态。
6.选频放大器输入阻抗置于“200K”,“正常5dB”开关置于“正常”状态,<5dB为使输入信号减小5dB)。
右上部“通带”放在“40Hz”<带宽越窄,通带Q值越高,增益越高)。
7.此时整个系统已工作。
依次调节E-H调配器、E面和H面罗盘,改变信号源功率输出。
调节选频放大器“频率微调”,使信号发生器1KHz方波调制信号与选频中的频率相一致。
一般开机时调准,开机半小时后再微调一下。
本实验中根据输入信号的大小,调节“分贝”档位开关及“增益”电位器来满足波腹节的读数需求。
实际使用中尽量把增益开关置于“40~60dB”三档中使用。
使信号源基本满足测量线检波器的平方律检波段。
8.移动TC26测量线的检波滑座和调谐活塞<指探头侧面的园螺盘)的位置,使探针位于波腹点,即选频放大器指示值最大,并按步骤7、8反复调节。
9.记下测量线标尺值L1,移动可变短路器一定距离,如5mm。
转动测量线检波滑座重新找到最大值,记下测量线标尺值L2。
此时应有5mm左右。
重复上述步骤,熟悉短路面的位置改变,会改变参考面的电抗和电纳,使腹节点的位置发生偏移。
注意:如果把测量线探针调到波腹位置,调谐后,令信号发生器衰减最小,选频放大器增益最大,指针仍未到达理想位置,检查可变衰减器位置是否很大而导致信号很弱。
思考题:1.YM1123信号源是由哪些微波元器件组成,各部分起什么作用?2.测量线由哪几个部分组成,它们的作用是什么?。