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1、近代物理 实验报告 晶体检波率校准与驻波比【实验目的】1了解波导驻波测量线的根本结构和原理，并学会正确使用测量线。2掌握晶体检波律校准与波导波长测量的根本原理和方法。3掌握测量驻波比的根本实验方法与技术。【实验原理】1.1 测量检波电流与相对场强关系曲线法假如忽略波导的损耗一般波导管损耗很小和探针负载的影响，如此当终端短路时波导中驻波场的分布可表示为 1式中Em为波腹处的场强，d是离开驻波波节的距离，g为波导波长。在近似条件下，晶体二极管的端电压U正比于探针所在位置的电场强度E，所以图1 检波电流与相对场强的关系曲线 2 3实际上也可作出与的关系曲线，由I便可查出相应的电场强度E。计算驻波比时
2、，即直接用两个E值相除，而不必求出n，使用更为方便。图3 半高点法确定晶体检波律校正晶体检波器的另一种方法是，利用半高点之间的距离确定晶体检波律。如图3所示，检波律为 4式中d为驻波曲线上I=Im/2两点的距离，Im为波腹的检波电流。2. 波导波长的测量图2 用“交叉读数法确定驻波节点位置“交叉读数法确定驻波波节点的位置。如图2示，测量波节点附近两边指示器读数同为某一电平M的两点探针位置，再取这两点位置坐标的平均值作为波节点的坐标，如此相邻两波节点的位置分别为从而，测量线中的波导波长为 6 7无槽波导中的波导波长g也可直接测量。在测量线的输出端接精细可调短路器可变电抗器，用测量线确定某一驻波节
3、点位置，探针置于该位置上不变；然后向信号源方向或其反方向移动可调短路活塞，使探针检测到相邻的另一个驻波节点。这时，短路活塞移动的距离便等于半个波导波长。实验中，通过测出波导波长g，可计算出自由空间波长、频率f、相速度和群速度u，他们之间关系为8910113. 驻波比的测量微波驻波比S是指在传输线中所形成的驻波电场极大值与极小值之比，即 12直接法测量的适用X围是驻波比Sg，两种方法测出的波导波长大致一样，但是因为有槽时测量的时候用的是游标卡尺，而无槽时用的是螺旋测微器，因此无槽测量的精度比有槽时的精度高，还可能由于仪器的经常使用，仪器的测量精度下降了很多，另外寻找波节点的时候由于变化比拟缓慢，
4、有时候难免会引入回程误差。计算频率、相速和群速所以自由空间波长频率f=c/相速度=396788434.9 m/s群速度u=c2/vg=226821127.6 m/s。测量检波电流与相对场强关系曲线d/mmI/AlogIlgsin(2d/g)16615814196622表3晶体检波率测量数据根据表3数作lgI-lgsin(2d/g)曲线，如图1 。图1. lgI-lgsin(2d/g)曲线由公式线性拟合方程为y=7.4739x+1.9546，因此检波率采用半高点法册晶体检波率检波率为可知，作图法测得检波率为7.4739，半高点法测得的晶体检波率为1.08，二者相差比拟大。总结原因可能是作图法的数
5、据有问题。晶体检波率n=1.08，实验测的电流值分别为ImaxA,IminA，如此驻波比为3.2等指示度法单螺钉测量驻波比驻波比3.3功率衰减法单螺钉测量驻波比实验测得数据为Amax=3.301,Amin=0驻波比3.4等指示度法可变电抗器测量驻波比实验测得数据为d1=35.7mm,d2=37.3mm ，d=d2-d1=1.6mm 。驻波比3.5功率衰减法可变电抗器测量驻波比实验测得数据为Amax=3.511,Amin=0驻波比【思考与讨论】1驻波测量线的调节应注意哪些问题？答：驻波测量线的调节一般包括选择适宜的探针穿深度、调谐探头和测定晶体检波性。探针电路的调谐方法：先使探针的穿深度适当，然
6、后在测量线终端接匹配负载，移动探针至测量线中间位置，调节探头活塞，直至输出指示最大。“调节匹配是微波测量中必不可少的概念和步骤。采用驻波测量线调节微波系统达到匹配状态的根本方法：测量线的探针放在驻波极小点或极大点处，采用调大Emin或调小Emax的方法进展调配。2为什么要测量晶体检波器的检波律？假如检波器的检波律为平方律，检波器指示电表的读数与微波场强的关系如何？能否作为相对功率的指示？答：在测量中先测定检波器的晶体检波率，对晶体检波器进展校准。检波器指示电表的读数与微波电场在全对数坐标系中是一个线形关系，在直角坐标系中是一个二次关系，可以作为功率指示器。【实验总结】 本实验有关微波系统，原来在大学物理中并没有接触过微波方面的知识，所以在刚开始时手足无措，包括对仪器的熟悉，对原理的掌握。不过在后来的的操作中慢慢的熟悉了仪器与原理，也掌握了相应的一些微波方面的知识。有时候在一些不知道不了解的情况下经过自己的探索所获得的知识是最深刻的。试验中需要完成的实验项目过多，数据很杂，因此需要我们仔细完成且仔细记录数据。实验的误差比拟大，一个是因为仪器的缘故，一个是因为读数的缘故，在实验中需要用到螺旋测微器，游标卡尺，所以读数时要仔细。
