DH406A 型微波实验系统（波导参数测试系统）使用说明书北京大华无线电仪器厂一. 实验系统概述二. 主要技术规格三. 系统试验方法四. 系统的成套性五. 产品质量保证一. 实验系统概述本系统是为适应高等院校近代物理实验而配置的微波参数实验系统它是由三公分微波波导元件组成，各学校可根据教学试验大纲要求，与选 件配套组成各种试验系统，该系统主要功能可使学生通过实验学习并掌握卜冽基本知识: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. 主要技术规格：1. 频率范围：8600〜9600MHz2. 波导标准：BJ100 (GB11450. 2-89)3. 法兰盘型号：FBI004. 环境条件：按电子测量仪器环境试验总纲（GB6587. 1~86）第二组标准5. 供电要求：试验用各种仪器均需用交流稳压电源三. 系统试验方法:微波实验系统的使用在教材中有较为详尽的论述，本说明书只简单介绍几种测量方法各高校可结合教学大纲，选取不同的选件扩展各种试验选件见附录）3. 1驻波测量:图一：驻波测量框图3. 1. 1按图一所示的框图连接成微波实验系统。
3.1.2调整微波信号源，使其工作在方波调制状态3. 1. 3左右移动波导测量线探针使选频放大器有指示值3. 1.4用选频放大器测出波导测量线位于相邻波腹和波节点上的和3. 1. 5当检波晶体工作在平方律检波情况时,驻波比S为：其驻波分布如图二：图二驻波分布图其中：I:为选频放大器的指示值L：为驻波在波导测量线中的相对位置3.2大驻波系数的测量当被测件驻波系数很大时，驻波波腹点与波节点的电平相差较大，在 一般的指示仪表上，很难将两个电平同时准确读出，晶体检波律在相差较 大的两个电平可能也不同，因此不能将它们相比求出驻波系数下面介绍 用功率衰减法测量大驻波系数精密衰减器需单独配备）选频 放大器波长表可变衰减器精密衰减器图三：功率衰减法连接框图3. 2. 1按图三连接仪器，使系统正常工作，精密衰减器置于“零”衰减 刻度3.2.2将测量线的探针调到驻波波节点，调节精密可变衰减器，使电表 指示在80刻度附近，并记下该指示值3. 2. 3将测量线的探针调到驻波波腹点，并增加精密衰减器的衰减量， 使电表指示恢复到上述指示值，读取精密衰减器刻度并换算出衰减量 的分贝值A被测驻波系数为： s = 10%。
3.3频率测量（谐振腔法）：3. 3. 1按图一所示的框图连接微波实验系统3. 3. 2将检波器及检波指示器接到被测件位置上3. 3.3用波长表测出微波信号源的频率旋转波长表的测微头，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指示是 一跌落点，（参见图四）此时，读出波长表测微头的读数，再从波长表 频率与刻度曲线上查出对应的频率检波指示器指示I图四：波长表的谐振点曲线3.4波导波长的测量：图五：波导波长测量系统框图3.4.1按图五连接测量系统由于可变电抗的反射系数接近1,在测 量线中入射波与反射波的叠加为接近纯驻波的图形，如图六所示，只要测 得驻波相邻节点得位置L. L,由= ，即可求得波导波长*g3. 4.2为了提高测量精度，在确定L” L时，可采用等指示度法测出 最小点商对应的L （参看图六），即可测出L（L略大于I蛔），相对应的两 个位置 X： , X\则：Li =X'LX"】l2XL+XL2同理：即可求得精度较高的人g OII"IlI.UXSLi Xi”XfLzX』'图六：电场沿测量线分布图3. 5功率的测量图七功率测量微波系统框图按图七连接仪器，使系统正常工作。
注意：开机前将系统中的全部 仪器必须可靠接地，否则，功率头极易烧毁3. 5. 1相对功率测量：波导开关旋至检波器通路，当检波器工作在平方率检波时，电表上的 读数I与微波功率成正比：电流表的指示locp,即表示为相对功率3. 5.2绝对功率测量：波导开关旋至功率计通路，用功率计可测得绝对功率值3.6衰减的测量p定义：衰减量A = 10 log— dBR其中：E为匹配状态下的输入功率已为匹配状态下的输出功率图八：衰减器测量微波系统框图3. 6.1直接测量法：按图八所示的框图连接微波系统，使微波信号源处于 最佳工作状态接入被测器件前，调整调配器，使测量线上测得得检波部分为匹配 状态，并从指示器上读得电流L接入被测器件后，从指示器上读得电流当检波器为平方律检波时：A = 10 log-L3. 6. 2高频替代法被测器件接入前，调节精密可变衰减器至A”使指示器指示为I被 测器件接入后，调节精密可变衰减器至使指示器指示仍为I被测器 件的衰减量A二A厂A”此法比直接测量法精确，其测试精度取决于衰减器的精 度注意：进行衰减量测量时，被测器件应与测试系统匹配3.7介质£及七甘8测试系统 使用步骤：1 .按图九连接测试系统，使信号源处于扫频工作状态。
2. 在样品未插入腔内时，找出样品谐振腔的谐振频率即改变扫频信号 源的扫频范围），从示波器观察谐振腔的谐振曲线，用波长表测量腔的谐振 频率f见图十）注：精密衰减器需单独配备利用波长表在示波器上形成的“缺口尖端”为标志点，测定示波器横 轴的频标系数K （即单位长度所对应的频率范围，以兆赫/格表示）作法是: 调节波长表，使吸收峰在示波器横向移动适当距离由波长表读出相应 的频率差值则频标系数K=Af/AL, 一般可以做到K=0. 4兆赫/格，谐振 曲线的半功率频宽I £-已|可以由K和半功率点的距离| L-L： |决定3. 在样品插入后，改变信号源的中心工作频率，使谐振腔处于谐振状态，再用上述方法测量的谐振频率fs和半功率频宽I I o4. 利用公式 Q[ =f算出Ql,其中：Ql……样品放入前的品质因数Q，l……样品放入后的品质因数利用公式r =-2(^-1)—J /o Vo11J1) "工— A 一 = 2s ——2 [QJ Vo可以算出占房”和~8/8^ 8-8- jsnfo……谐振腔未放入样品前的谐振频率f3……谐振腔放入样品后的谐振频率Vo......谐振腔体积Vs......样品的体积注：作样品谐振腔的谐振曲线需用扫频信号源，若没有扫频信号源, 则应逐点改变信号源的频率，并保持每个频率上有相同的输出功率。
样品式谐振腔图九：介质E及tg 6测试系统方框图图十：样品谐振腔的谐振曲线系统的成套性:序号名 称数量序号名 称数量1可变衰减器116介质材料样片（聚四氟乙烯）32波长表117介质材料样片（电工黑胶木）33检波器118波导支架34电缆129螺钉40套5检波指示器120系统使用说明书16隔离器221合格证17环行器18可变电抗器19单螺调配器110直波导111匹配负载112短路板113样品谐振腔114耦合片115介质材料样片（有机玻璃）3五.产品质量保证我厂自发货之日起18个月内，如用户遵守运输、贮存和使用规则而产 品质量低于技术标准规定时，本厂负责免费修理。