发布时间 : 星期日 文章微波测量系统的使用和波导波长与晶体检波器的校准测量更新完毕开始阅读1b3091e682c4bb4cf7ec4afe04a1b0717ed5b325
2.4误差分析
产生误差的原因：
(1) 微波信号源预热时间不够长，稳定度不够高。 (2) 百分表止挡螺钉和百分表插孔无法精准对齐。 (3) 游标读数和百分表读数存在仪器误差和随机误差。
(4) 因为是人为旋转手柄，看到检波指示器瞬间大幅度变到极小值时可能不能精
准地停止，导致误差。
(5) 按照波长计的刻度值去查找“波长计-频率刻度对照表”，刻度值存在误差导
致对应的频率也有误差。
3.实验心得与体会
这次实验是第三次实验，明显感觉比上两次实验要难。难点在于既要学习新仪器的使用方法，又要兼顾回忆起以前学习过的知识基础，并且在实验过程中，需要极大的耐心，转动手柄的时候必须要非常缓慢，如果太快了的话，会很难找到波节点。还有发现同学们的学习热情都很高，大家遇到问题不仅组内积极讨论组与组之间也积极讨论，表示自己的疑惑或者提出自己的建议、解决问题的办法，我想这才是实验最有益的地方，让我们主动去积极思考，主动去互相讨论。我们组这次实验有一个步骤做错了，所以又得重做，但是大家都没有怨言，老师也很和蔼的让我们接着做，我想当我们真正做对的时候，这种收获是比第一次做对要更加深刻，也更好的理解了实验的初衷。
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实验二 波导波长的测量
1.实验内容
1.1【方法一】两点法
实验原理如下图所示：
按上图连接测量系统，可变电抗可以采用短路片。
当矩形波导（单模传输TE10模）终端（Z＝0）短路时，将形成驻波状态。波导内部电场强度（参见图三之坐标系）表达式为：
E ＝ EY ＝ E0 sin（ ?Xa ） sin?Z
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在波导宽面中线沿轴线方向开缝的剖面上，电场强度的幅度分布如图三所示。
将探针由缝中插入波导并沿轴向移动，即可检测电场强度的幅度沿轴线方向的分布状态（如波节点和波腹点的位置等）。
1.2两点法确定波节点位置
精确地确定驻波节点的位置，不仅在波长的测量、而且在阻抗测量中是非常重要的。为了做到准确测量通常用两点法来确定波节点的位置，即测量波节点附近两边指示电表读数相等的两点T1和T2，如图2所示。
图2 两点法确定波节点位置示意图
将测量线终端短路后，波导内形成驻波状态。调探针位置旋钮至电压波节点处，选频放大器电流表表头指示值为零，测得两个相邻的电压波节点位置（读得对应的游标卡尺上的刻度值T1和T2），由于在电压波节点附近，电场（及对应的晶体检波电流）非常小，导致测量线探针移动“足够长”的距离，选频放大器表头指针都在零处“不动”（实际上是眼睛未察觉出指针有微小移动或指针因惰性未移动），因而很难准确确定电压波节点位置，具体测法如下：把小探针位置调至电压波节点附近，尽量加大选频放大器的灵敏度（减小衰减量），使波节点附近电流变化对位置非常敏感（即小探针位置稍有变化，选频放大器表头指示值就有明显变化）。记取同一电压波节点两侧电流值相同时小探针所处的两个不同位置，则其平均值即为理论节点位置：
Tmin?T1?T2 （1a） 29
由图2可知，波导波长
??Tmin?g?2Tmin （1b）
同样，可以由波导波长，利用（3）计算出信号波长。
1.2【方法二】间接法
理论上，自由波长?0和频率f的换算方法：
c ?0?
fc为自由空间波传播速度，约为3?1010cm/s
矩形波导中的H10波，自由波长?0和波导波长?g满足公式： ?g??0???1-?0??2a?2 其中：a=22.86mm
通过实验测出波长，然后利用仪器提供的对照表确定波的频率，利用公式确定出，再计算出波导波长?g。利用波长表进行波导波长测量要注意，测量信号波长完成后要将波长计从谐振点调开，以免信号衰减后影响后面的测量。
1.4校准晶体二极管检波器的检波特性
由于微波晶体检波二极管的非线性, 在不同信号幅度时具有不同的检波律。在一般测量精度要求的场合, 可认为在小信号时为平方律检波,大信号时为直线律检波, 或在系统信号幅度范围内做平均检波律定标。晶体检波二极管的定标准确与否, 直接影响微波相关参数的测量精度。
微波频率很高, 通常用检波晶体(微波晶体二极管)将微波信号转换成直流信号检测出来。微波晶体二极管是一种非线性元件, 检波电流I 同微波场强E 之间不是线性关系,在一定范围内, 两者关系为:
晶体检波二极管的检波电流随其微波电场而变化, 当微波场强较大时近似为线性检波律, 当微波场强较小时近似为平方检波律。因此, 当微波功率变化较
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