9微波基础知识及测介电常数

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(实验室装置)波导法测量介电常数

(实验室装置)波导法测量介电常数

a
19
介电常数
相对介电常数计算2 4.5Βιβλιοθήκη 43.53
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
2.6
2.8
3
3.2
3.4
3.6
3.8
频 率 ( GHz)
干土的介电常数
a
4
20
误差分析及校正
• 定位误差 信号传输方向上存在空气段
a
21
»
定位误差的校准
波导口处的s参数为
[S ]'
s s
' 1
' 1
1 2
s' 12
• 为了将测量的二端口网络散射参数校准到同轴线的端口,要先使用矢量网络 分析仪的标准件(开路器,短路器,匹配负载,直通)和自带的校准程序进 行校准
a
12
二.同轴波导校准
为了将同轴线两端口的散射参数校准到测量波导的两
个端面,需要进行非标准件和自己编写的校准程序进
行同轴波导校准

将两转换头波导口对接:记录此时的s参数,记录为 ‘thru.s2p’
s' 22
,样品两端面的s参数为[ S
• 厚度谐振问题:对于某些频点,即样品长度正好 是半个波导波长的整数倍。 S11-> 0,K值具有极 大不确定性, r 产生尖峰,即厚度谐振,为不确 定值,需要去除。
a
17
推导二:介电常数二
s 2 2 1 2 s s 2 1 2 1 1 1 1 2 T T d d 2 M s 2 2 1 2 s s 2 1 2 1 1 1 T d M M 2 1 T e j
将被测介质作为传输线的一部分,测量负载(被测介质)在传输线(传输 系统)上的行驻波分布,测量其驻波系数,波节点位置(相位),以此计算 负载的反射系数,阻抗,网络参量等,进而实现其介电常数的反演

微波基本参数的测量—原理

微波基本参数的测量—原理

微波基本参数的测量一、实验目的1、了解各种微波器件;2、了解微波工作状态及传输特性;3、了解微波传输线场型特性;4、熟悉驻波、衰减、波长(频率)和功率的测量;5、学会测量微波介质材料的介电常数和损耗角正切值。

二、实验原理微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等。

要对这些参数进行测量,首先要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,其次是要掌握一些微波测量的基本技术。

1、导行波的概念:由传输线所引导的,能沿一定方向传播的电磁波称为“导行波”。

导行波的电场E 或磁场H 都是x 、y 、z 三个方向的函数。

导行波可分成以下三种类型:(A) 横电磁波(TEM 波):TEM 波的特征是:电场E 和磁场H 均无纵向分量,亦即: 0=Z E ,0=Z H 。

电场E 和磁场H ,都是纯横向的。

TEM 波沿传输方向的分量为零。

所以,这种波是无法在波导中传播的。

(B) 横电波(TE 波):TE 波即是横电波或称为“磁波”(H 波),其特征是0=Z E ,而0≠Z H 。

亦即:电场E 是纯横向的,而磁场H 则具有纵向分量。

(C) 横磁波(TM 波):TM 波即是横磁波或称为“电波”(E 波),其特征是0=Z H ,而0≠Z E 。

亦即:磁场H 是纯横向的,而电场E 则具有纵向分量。

TE 波和TM 波均为“色散波”。

矩形波导中,既能传输mm TE 波,又能传输mm TM 波(其中m 代表电场或磁场在x 方向半周变化的次数,n 代表电场或磁场在y 方向半周变化的次数)。

2、波导管:波导管是引导微波电磁波能量沿一定方向传播的微波传输系统,有同轴线波导管和微带等,波导的功率容量大,损耗小。

常见的波导管有矩形波导和圆波导,本实验用矩形波导。

矩形波导的宽边定为x 方向,内尺寸用a 表示。

窄边定为y 方向,内尺寸用b 表示。

10TE 波以圆频率ω自波导管开口沿着z 方向传播。

在忽略损耗,且管内充满均匀介质(空气)下,波导管内电磁场的各分量可由麦克斯韦方程组以及边界条件得到:()sin()j t z o y x E je ωβωμππα-=-, ()sin()j t z o x x H j e ωβμαππα-= ()cos()j t z z x H e ωβπα-=, x y z E E E ==,2g πβλ=其中,位相常数g λ=c f λ=。

微波技术的基本原理

微波技术的基本原理

微波技术的基本原理以及在环境中的应用杨燕娜福州大学环境与资源学院一、微波的基本知识微波是一种电磁波,波长范围没有明确的界限,一般是指分米波、厘米波和毫米波三个波段,也就是波长从1mm到1m左右,频率范围从300 MHz到300 GHz,由于微波的频率很高,所以亦称为超高频电磁波。

微波与工业用电和无线电中波广播的频率与波长范围比较如表1所示。

表1 各系统所用频率与波长范围项目频率波长/m工业用电无线电中波广播微波50Hz或60Hz300~3000kHz300~300000MHz60000000或500000001000~1001~0.001因为微波的应用极为广泛,为了避免相互间的干扰,供工业、科学及医学使用的微波频段(如表2所示)是不同的。

目前只有915MHz和2450MHz被广泛使用,在较高的两个频率段还没有合适的大功率工业设备。

表2 常用微波频率范围频率范围/MHz 波段/m 中心波长/m 常用主频率/MHz 波长/m890~940 2400~2500 5725~5875 22000~22250 LSCK0.3300.1220.0520.01491524505800221250.3280.1220.0520.014微波是电磁波,它是具有电磁波的诸如反射、投射、干涉、衍射、偏振以及伴随着电磁波进行能量传输等波动特性,这就决定了微波的产生、传输、放大、辐射等问题都不同于普通的无线电、交流电。

在微波系统中没有导线式电路,交、直流电的传输特性参数以及电容和电感等概念亦失去了其确切的意义。

在微波领域中,通常应用所谓“场”的概念来分析系统内电磁波的结构,并采用功率、频率、阻抗、驻波等作为微波测量的基本量。

具体说来有以下几点。

(1)在研究微波问题时,应使用电磁场的概念,许多高频交变电磁场的效益不能忽略。

例如微波的波长和电路的直径尺寸已是同一数量级,位相滞后现象已十分明显,这一点必须加以考虑。

(2)微波传播时是直线传播,遇到金属表面将发生反射,其反射方向符合光的反射规律。

介电常数检测

介电常数检测

介电常数检测
介电常数是描述物质对电场的响应能力的物理量。

它表示了物质在电场作下相对于真空的电容性能。

介电常数可以通过实验测量来确定。

一种常见的方法是使用电容测量术。

这种方法涉及到备一个平行板容器,将待测物放置在两个平行金属板之间,并施加一个已知电压。

然后测量电器的电容值。

根据电容器的几何寸和电容值,可以计算出介电常数。

另一常用的方法是使用微波谐振腔。

这种方法利用微波谐振腔的电磁场与待测物质的互作用来测量介电常数。

通过改变谐振腔中的物质样品,可以观察到谐振频率的变化,并此计算出介电常数。

除这些方法,还有其他一些于声波、光学等原理的技可用于介电常数的测量具体选择哪种方法取决于待测物质的性质和测量要求。

介电常数及其测量方法概述

介电常数及其测量方法概述

介电常数及其测量方法概述作者:秦鸿瑜来源:《科教导刊·电子版》2013年第18期摘要介质介电常数描述了电磁波与介质的相互作用及变化,为了划分不同介质,提出了采用介电常数来划分不同介质的的方法。

本文介绍了介电常数的基本知识及测量方法,介绍了实验室的几种测量方法:时域反射法(TDR)、空间波法、同轴线法、谐振环法,为实验测量提供参考。

关键词介电常数空间波同轴线中图分类号:TB30 文献标识码:A1 介电常数的基本概念2介电常数测量方法介电常数测量方法有传输线法、同轴线法、波导法、探针法、谐振腔法和空间波法。

实验室测量方法有时域反射法(TDR)、空间波法、探针法、同轴线法等。

传输线法简便易行,但在tan€%]€%^较小时,测得的介电常数误差较大;探针法使用结构简单的单极振子,通过传输、反射的测量得出谐振参数,反演得到介电常数;谐振腔法采用高品质因数的谐振腔体测量低损介质,技术复杂,不易操作;空间波法通过测量地面目标体的微波反射系数,再通过反射系数来求得复介电常数。

2.1 时域反射法时域反射法(TDR)类似于雷达系统,首先向待测物发射电磁波,通过记录分析反射波形来确定待测物的距离,进而判断待测物特性。

TDR信号中包含介电常数和电导率信息,一般被测物体的阻抗是连续的,信号没有反射,如果有阻抗变化,就会有信号反射回来,频率范围从1兆赫到几兆赫。

时域反射系统由一个信号发生器、传输线传感器和一个接收器组成。

根据反射回波的时间可以判断阻抗不连续点距接收端的距离,利用电磁波在探头中的旅行时间可得到介质的介电常数。

2.2 空间波法2.3 同轴线法2.4 谐振环法谐振环法是基于传输线理论得到介电常数变化的方法。

谐振环法可以通过反射信号和发送通过介质的信号来测量介电常数。

发送信号和接收反射信号这两种测量方法相比,发送信号测得介电常数变化更灵敏。

谐振传感器的测量精度相对较高,但与待测媒质的导电性密切相关。

3 总结本文介绍了介电常数的基本概念及几种测量方法,并对这几种常见的方法进行了分析和比较。

微波基本知识

微波基本知识

微波加热技术常见问题解答问题1:微波是什么?问题2:微波是怎样产生的?问题3:微波应用的频率有那些?问题4:微波加热的原理是什么?问题5:微波杀菌的机理是什么?问题6:微波的穿透能力如何?问题7:什么叫微波的选择性加热?问题8:微波加热为什么称之为内部加热方式?问题9:各种物质对微波的吸收能力如何?问题10:微波的脱水效率如何?问题1:微波是什么?答:微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波,微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波,即波长在1米到1毫米之间的电磁波。

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”。

问题2:微波是怎样产生的?答:微波能通常由直流或50MHz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管,多腔速调管,微波三、四极管,行波管等。

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。

问题3:微波应用的频率有那些?答:因为微波应用极为广泛,特别是通信领域,为了避免相互间的干扰,国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体规定。

分给工业、科学和医学用的频率有 433 兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫,与通信频率分开使用。

目前国内用于工业加热的常用频率为915兆赫和2450兆赫。

微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水率的不同而定。

问题4:微波加热的原理是什么?答:介质材料由极性分子和非极性分子组成,在电磁场作用下,这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。

而在高频电磁场作用下,这些取向按交变电磁的频率不断变化,这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。

此时交变电场的场能转化为介质内的热能,使介质温度不断升高,这就是对微波加热最通俗的解释。

微波技术基础复习重点

微波技术基础复习重点

第一章引论微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波,相应的波长从1m到0.1mm。

包括分米波(300MHz到3000MHz)、厘米波(3G到30G)、毫米波(30G 到300G)和亚毫米波(300G到3000G)。

微波这段电磁谱具有以下重要特点:似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。

微波的传统应用是雷达和通信。

这是作为信息载体的应用。

微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。

强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量导行系统:用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构导行系统的种类可以按传输的导行波划分为:(1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线(2)封闭金属波导(矩形或圆形,甚至椭圆或加脊波导)(3)表面波波导(或称开波导)导行波:沿导行系统定向传输的电磁波,简称导波微带、带状线,同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。

是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。

开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播,其导波为表面波。

导模(guided mode ):即导波的模式,又称为传输模或正规模,是能够沿导行系统独立存在的场型。

特点:(1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布,且是完全确定的,与频率以及导行系统上横截面的位置无关。

(2)模是离散的,当工作频率一定时,每个导模具有唯一的传播常数。

(3)导模之间相互正交,互不耦合。

(4)具有截止频率,截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。

无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量),称为横磁(TM)波或E波。

无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量),称为横电(TE)波或H波。

TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。

第二章传输线理论传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统,其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。

介电常数的测量方法及其频率范围

介电常数的测量方法及其频率范围

介电常数的测量方法及其频率范围
介电常数的测量方法主要有以下几种:
1.干板法:将被测物作为一块厚度均匀的平板,分别置于两块金属板之间,形成一个电容器。

测量这个电容器的电容值,由此计算介电常数。

2.微波共振法:将被测物放置在一个微波谐振腔中,测量微波在谐振腔中的传播速度和波长,由此计算介电常数。

3.交流电桥法:使用一个交流电桥测量电容值,从而计算介电常数。

4.时间域反射法:利用电磁波在两种介质之间的反射性质,测量反射波的时间延迟和振幅,计算介电常数。

介电常数的频率范围从直流到高频都可以测量,具体的测量范围取决于仪器的灵敏度和测量的样品。

在一般情况下,微波共振法适用于高频范围(GHz),干板法和交流电桥法适用于中低频范围(kHz~GHz),时间域反射法则适用于较低频率范围(Hz~kHz)。

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实验五微波实验微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术,它不仅在通讯、原子能技术、空间技术、量子电子学以及农业生产等方面有着广泛的应用,在科学研究中也是一种重要的观测手段,微波的研究方法和测试设备都与无线电波的不同。

从图1可以看出,微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波之间,因此它兼有两者的性质,却又区别于两者。

与无线电波相比,微波有下述几个主要特点图1 电磁波的分类1.波长短(1m —1mm):具有直线传播的特性,利用这个特点,就能在微波波段制成方向性极好的天线系统,也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号,从而确定物体的方位和距离,为雷达定位、导航等领域提供了广阔的应用。

2.频率高:微波的电磁振荡周期(10-9一10-12s)很短,已经和电子管中电子在电极间的飞越时间(约10-9s)可以比拟,甚至还小,因此普通电子管不能再用作微波器件(振荡器、放大器和检波器)中,而必须采用原理完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、微波固体器件和量子器件来代替。

另外,微波传输线、微波元件和微波测量设备的线度与波长具有相近的数量级,在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重,一般无线电元件如电阻,电容,电感等元件都不再适用,也必须用原理完全不同的微波元件(波导管、波导元件、谐振腔等)来代替。

3.微波在研究方法上不像无线电那样去研究电路中的电压和电流,而是研究微波系统中的电磁场,以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。

4.量子特性:在微波波段,电磁波每个量子的能量范围大约是10-6~10-3eV,而许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长也正好处在微波波段内。

人们利用这一特点来研究分子和原子的结构,发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科,并研制了低噪音的量子放大器和准确的分子钟,原子钟。

(北京大华无线电仪器厂)5.能穿透电离层:微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层,为卫星通讯,宇宙通讯和射电天文学的研究和发展提供了广阔的前途。

综上所述微波具有自己的特点,不论在处理问题时运用的概念和方法上,还是在实际应用的微波系统的原理和结构上,都与普通无线电不同。

微波实验是近代物理实验的重要组成部分。

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。

微波基本知识一、电磁波的基本关系描写电磁场的基本方程是:ρ=⋅∆D , 0=⋅∆Bt B E ∂∂-=⨯∆,tD j H ∂∂+=⨯∆ ⑴ 和E D ∂=, H B μ=, E j γ=。

⑵方程组⑴称为Maxwell 方程组,方程组⑵描述了介质的性质对场的影响。

对于空气和导体的界面,由上述关系可以得到边界条件(左侧均为空气中场量)0=t E ,on E εσ=, ⑶i H t = ,0=n H 。

方程组⑶表明,在导体附近电场必须垂直于导体表面,而磁场则应平行于导体表面。

二、矩形波导中波的传播在微波波段,随着工作频率的升高,导线的趋肤效应和辐射效应增大,使得普通的双导线不能完全传输微波能量,而必须改用微波传输线。

常用的微波传输线有平行双线、同轴线、带状线、微带线、金属波导管及介质波导等多种形式的传输线,本实验用的是矩形波导管,波导是指能够引导电磁波沿一定方向传输能量的传输线。

根据电磁场的普遍规律——Maxwell 方程组或由它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两大类波能够在矩形波导中传播:①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。

②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TE 10波就是矩形波导中常用的一种波型。

1.TE 10型波在一个均匀、无限长和无耗的矩形波导中,从电磁场基本方程组⑴和⑵出发,可以解得沿z 方向传播的TE 10型波的各个场分量为)()sin(z t j x e a x a j H βωππβ-=, 0=y H , )()cos(z t j z e ax a j H βωππβ-= 0=x E , )(0)s i n (z t j y e ax a j E βωππωμ--=, 0=z E , ⑷ 其中:ω为电磁波的角频率,f πω2=,f 是微波频率;a 为波导截面宽边的长度;β为微波沿传输方向的相位常数β=2π/λg ;λg 为波导波长,2)2(1a g λλλ-= 图2和式⑷均表明,TE 10波具有如下特点:①存在一个临界波长λ=2α,只有波长λ<λC 的电磁波才能在波导管中传播②波导波长λg >自由空间波长λ。

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,Ey 和Hx 的分布规律相同,也就是说Ey 最大处Hx 也最大,Ey 为零处Hx 也为零,场的这种结构是行波的特点。

图 2 TE 10波的电磁场结构(a ),(b ),(c) 及波导壁电流分布(d)2.波导管的工作状态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。

为描述电磁波,引入反射系数与驻波比的概念,反射系数Γ定义为φj i r e E E Γ==Γ/。

驻波比ρ定义为:minmax E E =ρ 其中:max E 和min E 分别为波腹和波节 图 3(a )行波,(b )混合波,(c)驻波 点电场E 的大小。

不难看出:对于行波,ρ=1;对于驻波,ρ=∞;而当1<ρ<∞,是混合波。

图3为行波、混合波和驻波的振幅分布波示意图。

常用微波元件及设备简介1.波导管:本实验所使用的波导管型号为BJ —100,其内腔尺寸为α=22.86mm ,b =10.16mm 。

其主模频率范围为8.20~12.50GHz ,截止频率为6.557GHz 。

2.隔离器:位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收,经过适当调节,可使其对微波具有单方向传播的特性(见图4)。

隔离器常用于振荡器与负载之间,起隔离和单向传输作用。

3.衰减器:把一片能吸收微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边,纵向插入波导管即成(见图5),用以部分衰减传输功率,沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。

衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。

图 4 隔离器结构示意图 图5 衰减其结构示意图4.谐振式频率计(波长表):图6 a 谐振式频率计结构原理图一 图6 b 谐振式频率计结构原理图二1. 谐振腔腔体 1. 螺旋测微机构2. 耦合孔 2. 可调短路活塞3. 矩形波导 3. 圆柱谐振腔4. 可调短路活塞 4. 耦合孔5. 计数器 5. 矩形波导6. 刻度7. 刻度套筒电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中,当频率计的腔体失谐时,腔里的电磁场极为微弱,此时,它基本上不影响波导中波的传输。

当电磁波的频率满足空腔的谐振条件时,发生谐振,反映到波导中的阻抗发生剧烈变化,相应地,通过波导中的电磁波信号强度将减弱,输出幅度将出现明显的跌落,从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度,通过查表可得知输入微波谐振频率。

(图6a) 或从刻度套筒直接读出输入微波的频率(图6b)。

两种结构方式都是以活塞在腔体中位移距离来确定电磁波的频率的,不同的是,图6a读取刻度的方法测试精度较高,通常可做到5×10-4,价格较低。

而见图6b直读频率刻度,由于在频率刻度套筒加工受到限制,频率读取精度较低,一般只能做到3×10-3左右且价格较高。

5.驻波测量线:驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。

在波导的宽边中央开有一个狭槽,金属探针经狭槽伸入波导中。

由于探针与电场平行,电场的变化在探针上感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。

6.晶体检波器: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。

7.匹配负载:波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料,它几乎能全部吸收入射功率。

8.环行器:它是使微波能量按一定顺序传输的铁氧体器件。

主要结构为波导Y形接头,在接头中心放一铁氧体圆柱(或三角形铁氧体块),在接头外面有“U”形永磁铁,它提供恒定磁场H0。

当能量从1-端口输入时,只能从2端口输出,3端口隔离,同样,当能量从2端口输入时只有3端口输出,1端口无输出,以此类推即得能量传输方向为1→2→3→1的单向环行(见图7)。

图7 Y行环形器图8 单螺调配器示意图9.单螺调配器:插入矩形波导中的一个深度可以调节的螺钉,并沿着矩形波导宽壁中心的无辐射缝作纵向移动,通过调节探针的位置使负载与传输线达到匹配状态(见图8)。

调匹配过程的实质,就是使调配器产生一个反射波,其幅度和失配元件产生的反射波幅度相等而相位相反,从而抵消失配元件在系统中引起的反射而达到匹配。

10.微波源:提供所需微波信号,频率范围在8.6~9.6GHz内可调,工作方式有等幅、方波、外调制等,实验时根据需要加以选择。

11.选频放大器:用于测量微弱低频信号,信号经升压、放大,选出1kHz附近的信号,经整流平滑后由输出级输出直流电平,由对数放大器展宽供给指示电路检测。

12.特斯拉计(高斯计):是测量磁场强度的一种仪器,用它可以测量电磁铁的电流与磁场强度的对应关系。

一、微波测量系统及驻波比的测量由于微波的波长很短,传输线上的电压、电流既是时间的函数,又是位置的函数,使得电磁场的能量分布于整个微波电路而形成“分布参数”,导致微波的传输与普通无线电波完全不同。

此外微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量,这也是和低频电路不同的。

1.1 实验目的1.了解波导测量系统,熟悉基本微波元件的作用。

2.掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。

3.掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。

1.2 实验原理探测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,测量所用基本仪器是驻波测量线(见图9)。

测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。

开槽波导中的场由不调谐探头取样,探头的移动靠滑架上的传动装置,探头的输出送到显示装置,就可以显示沿波导轴线的电磁场变化信息。

测量线外形如图9A:图9A: DH364A00型3cm测量线外形测量线波导是一段精密加工的开槽直波导,此槽位于波导宽边的正中央,平行于波导轴线,不切割高频电流,因此对波导内的电磁场分布影响很小,此外,槽端还有阶梯匹配段,两端法兰具有尺寸精确的定位和连接孔,从而保证开槽波导有很低的剩余驻波系数。

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