微波技术应用第七章微波测量.ppt

待测元件 D l1 l2 在D处入射波和反射波分别为 D为波节点时: （D1为元件插入前的波节点位置） （D2为元件插入后的波节点位置） 三、电桥比较法 待测 元件 信号源 H 3 2 3 2 E H E 魔T1 魔T2 标准可变 相移器 从H臂输入的信号，在2，3臂中激起等幅、同相波，一路通过待测元件输入到魔T2的3口，另一路通过精密相移器输入到魔T2的端口2，以上两个分支中都接了一个可调衰减器用来改变两路信号的振幅，魔T2起电桥作用，测量时，调节精密相移器和两个衰减器A1、A2，以改变两通道中波的振幅和相位，直到魔T2达到平衡，此时端口2和3的波是等幅同相位的。 根据传输线理论: 只要已知传输线上一点的l 和 ，就可以求得被测负载阻抗值，即 §7.7 阻抗的测量 电压波节点处： 只要测出离负载处第一电压最小点 微波 信号源 指示器 Yin jb g=1 阻抗测量系统装置 最小点的测量问题： 直接测量第一电压最小点是不可能的，采用“等效截面法” 1点：等效短路截面 lmin为接负载时第一电压最小点距负载的距离。 选1点（ι1）为短路时的波节点，换接上待测负载时，向信号源方向找到第一个出现的波节点ι2 意义：参考点（短路时波节点位置）和待测点（接负载时节点位置）同时向信号源方向移动半波长的整数倍，所以，两者的差值不变。 桥路法 Z0 源 指示 Zx 1 2 4 3 H E 魔T 3口输出的信号等幅同向分配到1和2口 §7.8 品质因数的测量 品质因数Q是表征微波谐振系统性能的一个重要参量，除了几何形状规则而且简单的谐振腔值可以由公式计算得到外一般工程中的Q值都是由测量得到，谐振腔Q值的测量方法有很多，例如：功率传输法、功率反射法、阻抗法等，通常根据被测谐振腔Q值的大小、与外界电路耦合的程度及要求的测量精度来选定不同的测量方法。 功率传输法 功率传输法是根据谐振腔的功率传输特性来确定Q值的。谐振腔可分为通过式和吸收式。 通过式谐振腔Q值的测量 匹配信号源 待测腔 匹配功率计 方法：逐渐改变匹配信号源的频率f（输出功率P1保持不变），通过谐振腔传输到匹配负载（功率计）的功率P2随之改变 * * * * * * * * * * * * * * 二、微波功率测量的基本方法 微波测量的基本方法是首先将微波能量转化为某种易于测量的其它形式的能量，如热能、机械能、光能、电能等。 任何一种微波功率计都是由感应和吸收微波能量的转换部件（通常称为功率探头）和指示部分构成。 按照不同的感应和吸收形式，微波功率计分为3大类： A）热能转换式微波功率计（应用热效应），包括： 量热式功率计 热敏电阻式功率计 热电式功率计 按照微波功率的大小，分为三种： A） 大功率计 >10W B） 中功率计 （100mW～10W） C） 小功率计 （小于100mW） B） 机械式功率计（力学效应） C） 电子式功率计（电效应,如霍耳效应） ? 脉冲功率和平均功率 其中： 、 分别为脉冲功率和平均功率 0 三 、大功率测量 1 . 直接法 P 入水口 出水口 热转化式微波功率计 流速，d水的密度，Cw水的比热， 为温差。 2 .比较法 R1 R2 R4 R3 + - 为了避免直接测量流速及温差，采用比较法，主要是加入了桥路 水负载 加热器 调压变压器 R1 R3 R2 R4 220V/50Hz 中小功率的测量 1. 热电式功率计（热电偶式功率计） 热电偶：由两种互相接触的不同金属组成，具有如下特点： A、热电效应（塞贝克效应） A与B、C端出现温差，BC间出现与温差成正比的直流电动势。 A B C e ?B 、珀尔贴效应 电流流过热电偶时， 接触点A与B、C间出现温差—珀尔贴效应。 A B C e 原理：微波功率入射到热电偶 电流 温差 温差电势。 2 、微波功率探头 直流引线 b3 a2 b2 a1 b1 直流引线 e 用铋、锑金属做热电偶 3 、热敏电阻式功率计 s uA mA R R r R R1 U §7.5 衰减测量 一 、衰减的定义和基本测量方法 1、衰减的定义：是将微波元件接在匹配信号源与匹配负载之间，插入元件的输入功率与输出功率之比的分贝数。 ? 注意：元件的衰减是唯一的，与外部环境无关。 ?2 、衰减的基本测量方法 衰减的基本测量方法分为4大类