测量设备


在微波测量设备中,由微波器件组成的微波工作台装置占有显着的地位。整个装置只需很少的改动,就能够测量许多值,如波导波长、自由空间波长、截止波长、阻抗、频率、VSWR、速调管特性、耿氏二极管特性、功率测量等。

微波产生的输出在确定功率时通常没有什么价值。它们随着传输线上的位置而变化。应该有一个测量微波功率的设备,通常是微波工作台设置。

微波工作台通用测量设置

该设置是可以详细观察的不同部分的组合。下图清楚地解释了设置。

微波工作台通用测量设置

信号发生器

顾名思义,它会产生几毫瓦量级的微波信号。它使用速度调制技术将连续波束转换为毫瓦功率。

耿氏二极管振荡器或反射速调管可以是这种微波信号发生器的示例。

精密衰减器

这是选择所需频率并将输出限制在 0 至 50db 左右的衰减器。这是可变的,可以根据要求进行调整。

可变衰减器

该衰减器设置衰减量。可以理解为数值的微调,将读数与精密衰减器的值进行检查。

隔离器

这消除了到达检测器安装座不需要的信号。隔离器允许信号仅沿一个方向通过波导。

频率计

这是测量信号频率的设备。使用该频率计,可以将信号调整到其谐振频率。它还提供了将信号耦合到波导的措施。

晶体探测器

上图显示了晶体探测器探头和晶体探测器安装座,其中探测器通过探头连接到安装座。这用于解调信号。

驻波指示器

驻波电压表提供驻波比读数(以 dB 为单位)。波导上开有一些间隙,以调整信号的时钟周期。波导传输的信号通过BNC电缆转发至VSWR或CRO以测量其特性。

实时应用中设置的微波工作台如下所示 -

微波炉凳

现在,让我们来看看这款微波炉工作台的重要组成部分——开槽线。

开槽线

在微波传输线或波导中,电磁场被认为是来自发生器的入射波和到达发生器的反射波的总和。反射表明不匹配或不连续。反射波的幅度和相位取决于反射阻抗的幅度和相位。

测量获得的驻波可以了解传输线的缺陷,这是了解有效传输的阻抗失配的知识所必需的。该槽线有助于测量微波设备的驻波比。

建造

开槽线由传输线的开槽部分组成,必须在其中进行测量。它有一个移动探头托架,可以让探头在任何需要的地方连接,以及用于连接和检测仪器的设施。

在波导中,在宽边的中心轴向开有一个槽。连接到晶体探测器的可移动探头插入波导的槽中。

手术

晶体检测器的输出与所施加的输入电压的平方成正比。可移动的探头可以在其位置上进行方便、准确的测量。但是,当探头移动时,其输出与波导内部形成的驻波图案成正比。这里采用可变衰减器以获得准确的结果。

输出驻波比可由下式获得

$$VSWR = \sqrt{\frac{V_{max}}{V_{min}}}$$

其中,$V$是输出电压。

下图显示了带标签的槽线的不同部分。

开槽线标记

上图中标记的部件含义如下。

  • 发射器 - 邀请信号。
  • 波导的较小部分。
  • 隔离器 - 防止反射到源。
  • 旋转可变衰减器 - 用于微调。
  • 开槽部分 - 测量信号。
  • 探头深度调整。
  • 调整调整 - 以获得准确性。
  • 晶体检测器 - 检测信号。
  • 匹配负载 - 吸收退出的功率。
  • 短路- 可以用负载代替。
  • 旋钮 - 测量时进行调整。
  • 游标规 - 获得准确的结果。

为了在示波器上获得低频调制信号,采用了带有可调谐检测器的槽线。带有可调探测器的槽线托架可用于测量以下内容。

  • VSWR(电压驻波比)
  • 驻波模式
  • 阻抗
  • 反射系数
  • 回波损耗
  • 所用发电机的频率

可调谐探测器

可调谐探测器是用于探测低频方波调制微波信号的探测器安装座。下图给出了可调谐探测器安装座的概念。

可调谐波导探测器

下图展示了该装置的实际应用。它在一端终止,另一端有一个开口,就像上面的一样。

探测器安装座

为了提供微波传输系统和探测器安装座之间的匹配,通常使用可调谐短截线。存在三种不同类型的可调存根。

  • 可调谐波导探测器
  • 可调谐同轴探测器
  • 可调谐探头探测器

此外,还有固定存根,例如 -

  • 固定宽带调谐探头
  • 固定波导匹配探测器安装座

探测器安装座是微波工作台的最后阶段,在末端终止。