微波基本参数测量实验预习报告

PAGEPAGE1微波基本参数测量实验预习报告摘要：本实验报告，介绍如何测量微波的频率、功率、驻波比，了解了微波传输系统的组成部分，通过观察反射式速调管振荡，了解速调管的结构、特性、工作状态。关键词：微波、基本参数引言：波通常是指波长从1米到1毫米范围内的电磁波。近年来微波边缘学科都有了长足的发展。它是一门独特的现代科学技术。那么，我们该如何来了解微波的一些基本参数呢？正文：微波的特性：微波是一种波长较短的电磁波。在电磁波波谱表中，微波的波长介于无线电波与光波之间。波长较长的分米波和无线电波的性能相近，波长较短的毫米波则与光波的性质相一致。本实验是使用厘米波中的X波段，其标称波长为3.2cm，中心频率为9375MHz。由于微波所辐射的能量可与物质发生相互作用，在近代物理领域中已成为一种十分重要的研究手段。使用微波直线加速器和微波频谱仪可对原子和分子结构进行研究；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；微波谐振腔又可用来测量低损耗物质的介质损耗及介质常数等。微波的波长被规定在1mm～1M之间，其频率范围相当于300GHz～300MHz。如此之高的振荡频率，势必会引起一系列新的问题。现将微波与无线电波的主要不同点简述如下：1.微波的产生具有其独特性电子管中，电子由阴极到达阳极的时间称为“电子渡越时间”，一般是在sec的数量级。这对频率较低的无线电波来讲，几乎可被忽略。但对频率高于300MHZ的微波，则将受到制约。若想从电子管中获得微波信号，只能借助于电子流与谐振腔相互交换能量的方式来进行。2.在研究方法上两者有明显的不同在低频电路中，工作波长已远远超出实际电路的几何尺寸（例如：对应于50Hz的电磁波其波长值为6000KM）。电路中各点的电流和电压值可被认为是在同一时刻建立起来。微波系统则不然，由于微波器件的线度十分接近于工作波长，电压、电流等概念将有别于低频电路。为此，微波系统的研究方法必须从三度空间场的理论着手，把“路”的观点转化成“场”的观念、把“基尔霍夫定律”转化成“麦克斯韦方程组”、把“集总参数”转化成“分布参数”，才能认识和讨论有关问题。3.微波在传输特性上类似于光波微波与光波虽在波长值上有差异，但均远远地小于地球上一般物体的实际尺寸。尤其对微波中的毫米波，其传输特性与光波更为接近，使用准光传输线就能同时传播微波与光波。同样，一般的光学器件和光学特性，微波也都具备。微波的突出贡献尤其表现在空间技术领域，使用会聚成束的微波电磁场能量，可以进行定向发射，并能顺利地穿透空间电离层，已被人们称为“宇宙的窗口”。4.微波基本参数的测量方法与低频电路大不相同阻抗、波长、驻波比和功率等微波参数的测量方法有其独特之处。微波阻抗的测量是通过检测电场强度的相对值（即：驻波比）来实现。波长的测量可经校准过的谐振腔来进行（即通常所称的“吸收式波长计”）。功率的测量是利用微波的热效应，通过热电换能器进行间接的量测。实验装置图：实验步骤初步设计：1、实验准备仔细阅读实验讲义和实验室提供的仪器说明书，明确实验中的注意事项，初步掌握仪器的工作原理和使用方法；2、频率测量①按微波信号源→隔离器→可变衰减器→波长表→测量线→可变电抗的顺序连接好微波系统，将检波器及检波指示器接到被测件位置；②旋转波长表上的测微头，边旋转边观察检波指示器上的指针偏转情况。当波长表与被测频率谐振时，将出现吸收峰，反映在检波指示器上的是一跌落点，微调螺旋测微头，当指针偏转最小时，读出测量头读数，查出相对应的频率。3、功率测量①将传输线路终端接入功率探头探头和功率表，