波导波长的测量

波导波长的测量
一．实验目的：
测量波导管内的电磁波波长
二．实验内容：
方法 : 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：
Z a
X
E E E Y βπsin
sin 0）（＝＝
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）。

两点法确定波节点位置
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1T 和2T ），就可求得波导波长为：
T 2 min '
min g －＝T λ
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：
() 2
1
21min T T T +＝
最后可得 T 2
min '
min g －＝T λ（参见图四）
终端短路面
Y
b
Z
a
X
图 三
I
I 0 0 图 四
在不同的频率值下测量多组数据求平均值以减小误差。

三．实验步骤：
（1）、按照图示连接好测量系统 （2）、利用两点法测量，将波导测量线终端短路，调测量放大器的衰减量和可变衰减器使当探针位于波腹时，放大器指示电表接近满格，用公式两点法测量波导波长
四．实验数据记录：
五．数据分析：
当
频
率
为
10.2GHz
时
，
波
导
波
长
为
g
λ=
)]06.10010.118(2)10.11808.135(2)08.13502.153(2[3
1
-+-+-=35.31mm 当频率为9.6GHz 时，波导波长为g λ=
)]40.9320.114(2)20.11460.135(2)60.13502.157(2[3
1
-+-+- =42.41mm。