微波測量?jì)x器和元件的認識

實(shí)驗一 微波測量儀器和元件的認識
一 實(shí)驗目的
1、 了解微波測量系統的組成及各部分的作用。
2、 認識微波測量常用儀器和它們的功能。
3、 掌握微波信號源的正確調試和使用方法。
二 實(shí)驗原理
1、微波測量系統:
微波測量系統常用的有同軸和波導兩種系統。同軸系統頻帶寬,一般用在較低的微
波頻段。波導系統損耗低，功率大，一般用在較高頻段。
一個(gè)完整的微波測量系統通常有信號源，測量裝置和指示器三部分組成，圖1-1（a）所示。

DH406A0 型微波參數測試系統

圖1-1（a） 微波測量系統
（1）微波信號源部份：
它包括微波信號發(fā)生器，隔離器和功率、頻率監視單元，信號發(fā)生器提供測量所
需的微波信號，它具有一定頻率和足夠功率。功率、頻率監視單元是由定向耦合器取
出一部分微波能量，經(jīng)過(guò)檢測指示來(lái)觀(guān)察信號的穩定情況，以便及時(shí)調整，為了減少
負載對信號源的影響，電路中采用了隔離器。
（2）測量裝置（即測量電路）：
包括測量線(xiàn)，調配元件，待測元件和輔助元件（如短路器，匹配負載），以及電
磁能量檢測器（如晶體檢波器，功率計探頭等）。
（3）指示部分（即測量接收器）：
指示器是顯示測量信號與特性的儀表，如直流電流表，測量放大器，功率計，示
波器，數字功率計等。
當對微波信號的功率和頻率要求不太高時(shí)，測量系統可簡(jiǎn)化如圖1-1（b）所示，
微波信號直接與測量裝置連接，工作頻率可由波長(cháng)計測得。

圖1-1(b) 微波測量系統

2、測量系統主要儀器性能：
QH3610系列標量網(wǎng)絡(luò )分析儀是一臺高智能的射頻標量網(wǎng)絡(luò )分析系統。它由數字化高精度標量網(wǎng)絡(luò )分析儀和精密程控掃描源融為一臺輕便主機，外接RF
檢波器和駐波比電橋，在
8088CPU控制下，進(jìn)行微波網(wǎng)
絡(luò )的傳輸和反射參數的測量，
亦可進(jìn)行絕對功率的測量。
本系統廣泛用于通訊，廣播，
電視和雷達等領(lǐng)域，既有寬帶
的方便也有窄帶的精密。
性能特點(diǎn)傳輸，反射和絕對功率測量雙獨立通道高頻率精度大動(dòng)態(tài)范圍八個(gè)獨立頻標存儲/調用測試結果打印GPIB接口歸一化功能

QH1121C型微波信號源
本系統具有輸出功率大可調節，以數字形式顯示工
作頻率，有等幅輸出，內方波調制，窄帶掃頻及外調制功能。其微波系統充分考慮器件間及外部電路的匹配。該機可以實(shí)現振蕩器的工作電壓的調節，并可實(shí)時(shí)顯示體效應管的工作電壓和電流關(guān)系。
1)頻率范圍：8.6~9.6GHZ
2)輸出功率:>20mW
3)窄帶掃頻寬度:約100MHZ,連續可調

QH1121B三厘米固態(tài)信號發(fā)生器
是一種使用耿氏管何做振蕩源的信號發(fā)生器,它能長(cháng)期工作,耗電少,體積小,功
率輸出大,價(jià)格低廉,能輸
出等幅信號及方波調制信
號,適合于實(shí)驗室,工廠(chǎng),教
學(xué)及工業(yè)檢測等場(chǎng)合使用.
頻率范圍:8.6~9.6GHZ

DH364A00型三厘米波導測量線(xiàn)
波導測量線(xiàn)是探測三厘米波導中駐波分布情況的儀器.它通常用來(lái)測量波導元件,波導系統的駐波系數,阻抗,還可以測量波導波長(cháng),相移等多種參數,是一種通用的微波測量?jì)x器.
1)工作頻率范圍:8.2~12.4GHZ
2)合成電壓駐波系數:=1.03

DH388A0型選頻放大器
本儀器是實(shí)驗室用測量?jì)x器,主要用于測量微弱低頻交流信號.配合微波測量線(xiàn)可用于測量駐波系數,配合微波檢波器可用于測量衰減量等.該機靈敏度高,穩定性好,適用領(lǐng)域廣泛.
1)頻率范圍：400HZ-----10KHZ
10uV-----2000mV
2)輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍:2uV------
2000mV
3)靈敏度:10uV(滿(mǎn)量程)
4)輸入阻抗:20KΩ(1KHz)

QH4861B厘米波功率計
本儀器可直接用于直接測量連續，脈沖調制的射頻平均功率。它具有體積小，重量輕，使用穩定方便等特點(diǎn)。
1)頻率范圍：8.6~9.6GHZ
2)功率范圍:100uW~100mW

3、微波測量系統中主要元件簡(jiǎn)介：
同軸——波導轉換器同軸波導轉換器是一端元件。同軸線(xiàn)的主模是TEM模，矩形波導的主模是TE10 模， 同軸——波導轉換器使TEM模變成TE10模。

隔離器
隔離器是一種不可逆的衰減器，當微波信號正向通過(guò)時(shí)衰減器量很小，約
0.5-db，反向通過(guò)時(shí)衰減量很大，達20-40db，兩個(gè)方向的衰減量之比稱(chēng)為
隔離度。 隔離器應用于傳輸系統和測量系統起隔離或消除反射的作用。使用時(shí)注意方向性，不能反。

四、實(shí)驗內容及步驟：
1、了解微波測量系統：
① 觀(guān)看常用微波元件形狀，結構，了解其作用，主要性能和使用方法。
② 按照系統方框圖，圖1-2，把微波測量系統連接好。
2、調整信號源：
① 調整標準信號發(fā)生器，。
② 選擇合適的工作狀態(tài)和調制信號的頻率。
③ 選擇實(shí)驗所需信號輸出功率。
④ 按下電源按鍵，指示燈亮，預熱。
3、功率計的調整：
① 根據測試頻率范圍和功率選用合適的功率探頭。接到功率計輸出端。
② 接通電源，預熱。
③ 根據測量功率和選用探頭選擇合適的量程。
④ 調節零點(diǎn)，“粗調”和“細調”配合調節使表頭指示為零，然后把功率探頭接入被
測信號源輸出端，減少信號源衰減量，調到是實(shí)驗所需信號的功率。
⑤ 測試完畢，關(guān)閉電源，功率探頭取下。
⑥ 用同軸電纜連接信號源與測量系統，把微波信號送到微波測量系統。
五、思考題：
1. 一個(gè)典型微波測量系統包括哪幾個(gè)部分？畫(huà)出系統的方框圖。
2. 同軸——波導轉換器和隔離器在系統中起什么作用？連接隔離器注意什么？
為什么？
3. 使用功率計應注意事項？
4. 怎么使用調試微波信號源？
5. “吸收式”頻率計工作原理是什么？
6. 你對上好微波實(shí)驗課有什么好的建議和想法？