大連理工大學預習報告姓名：謝春梅 班級：電子1203 學號：201281477 同組人：孟哲宇實驗二 測量線的調整與晶體檢波器的校準實驗目的與要求了解微波基本測試結構的組成和相關元器件的作用，掌握儀器使用方法。熟悉并掌握波導測試線的調整及使用方法。了解并掌握晶體檢波二極管的檢波特性與校準方法。熟練掌握交叉讀數法測量波導波長的方法。實驗內容與原理1、實驗內容1）、了解微波基本測試結構的組成和相關元器件的作用，掌握儀器使用方法。2）、熟悉并了解波導傳輸線特性。微安表2、實驗原理微安表 1）、測量系統的連接與調整：可變衰減器直讀式頻率計測量線可調短路器可變衰減器直讀式頻率計測量線可調短路器微波微波信號源 圖2-1 晶體二極管檢波特性測試系統框圖實驗前，按照框圖正確連接與調試實驗系統至關重要，否則會影響測量精度。2）、測量線的調整及波長的測量（1）駐波測量線的調整為了分析方便，通常把探針等效為導納與傳輸線的并聯等效電路如圖2-2所示 圖2-2探針等效電路其中Gu為探針等效電導，反映探針吸取功率的大小，Bu為探針等效電納，表示探針在波導中產生反射的影響。當終端接任意阻抗時，由于Gu的分流作用，駐波腹點的電場強度要比真實值小，而Bu的存在將使駐波腹點和節點的位置發生偏移。當測量線終端短路時，如果探針放在駐波的波節點B上，由于此點處的輸入導納yin→∞故Yu的影響很小，駐波節點的位置不會發生偏移。如果探針放在駐波的波腹點，由于此點上的輸入導納yin→0，故Yu對駐波腹點的影響就特別明顯，探針呈容性電納時將使駐波腹點向負載方向偏移，所以探針引入的不均勻性，將導致場的圖形畸變，使測得的駐波波腹值下降而波節點略有增高，造成測量誤差。欲使探針導納影響變小探針愈淺愈好，但這時在探針上的感應電動勢也變小了。通常我們選用的原則是在指示儀表上有足夠指示下，盡量減小探針深度，一般采用的深度應小于波導高度的10％～15%。（2）波長測量測量波長常采用諧振法或者駐波分布法。駐波法是用駐波測量線進行測量。當測量線終端短路時，傳輸線上形成純駐波，移動測量線探針，測出兩個相鄰駐波的最小點之間的距離，即可求得波導波長g。在傳輸橫電磁波的同軸系統中，按上測出的波導波長g就是工作波長；但是在波導系統中，測量線測出的波長是波導波長g，它是入射波與反射波迭加而成的合成波，由于波導中的電磁波以光速按“之”字形進行傳播，所以它要大于在自由空間傳播的波長，二者之間的關系是：

λg=

λ式中的λg為矩形波導中傳播的色散波的“臨界波長”，只有當自由空間的工作波長λ小于臨界波長λg時，電磁波才能在矩形波導中得到傳播。對于波導傳播的TEmn波或TMmn波的臨界波長公式為

λ=

λ提高測量的精度，通常采用交叉讀數法確定波節點位置，并測出幾個波導波長求其平均值。所謂交叉讀數法，是指在波節點附近兩旁找出指示電表讀數相等的兩個對應位置d11、d12、d21、d22??然后分別以其平均值確定波節點的位置，如圖2-3所示。圖2-3交叉讀數法測量駐波比節點位置（3）晶體檢波特性的測量在微波測量系統中，送至指示器的微波能量通常是經過晶體二極管檢波后的直流或低頻電流，指示電表的讀數是檢波電流的有效值。晶體二極管為非線性元件，其檢波電流與兩端電壓之間的關系為圖6晶體二極管的檢波特性，式中，n表征晶體管的檢波規律：如n=1，則I與U成正比，稱為線性檢波；當n=2時，I與U2成正比，稱為平方檢波。晶體二極管的檢波特性是隨其端電壓的變化而變化的，當端電壓較小時，呈現平方律；當端電壓較大時，呈現線性規律。如圖6所示，在U>U1范圍內，近似為線性；U<U2時平方規律；U2<U<U1而在的范圍內，檢波律n不是常數。因此，加在晶體管兩端的電壓變化幅度較大時，n就是不圖6晶體二極管的檢波特性測量線探針在波導中感應電動勢（即晶體二極管兩端電壓U）與探討針所在處的電場E成正比，所以檢波電流和波導中的電場E同樣滿足關系5所以要從檢波電流讀數值決定電場強度的相對值，必須確定晶體檢波律n。當n=2時，檢波電流讀數為相對功率指示值。實驗室常用駐波法為晶體定標，具體又分為兩種：

(1)測量指示器讀數與相對場強的關系曲線：當測量線終端短路時，沿線各點電場分布為6即電場的相對強度為7式是Em為駐波波腹點的電場強度，為波導波長，d為測量線探針與駐波節點的距離,是探針位置的相對場強。將7式代入到5式得8I和E`隨d的變化曲線如圖7所示。圖7I和E`隨d的變化規律圖8晶體檢波特性校準曲線在范圍內，移動探針，使其偏離駐波節點不同位置d圖7I和E`隨d的變化規律圖8晶體檢波特性校準曲線對8式左端用U表示，并取對數，并令常數=1，得到9即logU與成正比，作出logU~曲線，求出斜率n，或用最二乘法求出n即為晶體檢波律。實驗主要儀器設備x