微波功率

euo
eu max euo
1 1
1
g g
K bs
u
s
2
eu min euo
1 1
g u s g

u
Pbu Pbs
2
2
euo
2
1 2 g u 1 2 g s
2
euo
1 2 g u 1 2 g s
微波功率与频率的测量
一．实验目的与要求 1． 通过本实验掌握平衡电桥和不平衡电桥功率计原理和使用方法 。 2． 通过与标准功率计直接比对测定功率计座的效率。 二．实验原理 1． 电桥功率计线路
1，原理 电桥功率计采用球形热敏电阻作测热元件。因为热敏电阻的电阻值与温度有 关。而功率（不论是直流功率或微波功率）都能引起温升，所以热敏电阻的阻值 也就与通过元件的功率有关，球型热敏电阻为负温度系数的热敏元件，所以温升 （或功率P）愈高，则阻值愈小。在未加任何功率时，我们把热敏电阻串到电桥 一臂。这时热敏电阻阻值Rt＞R（R为电桥电阻220Ω）因此这时电桥不平衡（ Io=0）。
实验线路和仪器 仪器： WY－1型或WY－19型微波信号源 测量线 光点检流计 平衡与不平衡电桥 附加器（分支路） 隔离器 波长计 可变衰减器 标准衰减器 热敏电阻座 匹配负载 短路板 短路器
一．
三
实验线路：
一．
四
实验步骤
1．开启电源，待信号源稳定工作后，调整好测量线，并用波长计测出工 作频率。 2．把可变衰减器置于衰减最大位置或切断信号源高压（其目的是切断微 波功率）。去掉 匹配负载，接上热敏电敏电阻座和电桥电路，将Ik支路断开，调节R1使IG＝0 （电桥获得 初平衡）。 3．把可变衰减器的衰减量适当减少，输入微波功率，用测量线监测并调 整热敏电阻座 的驻波比，使其尽可能小。 4．接通支路，调节RK使电桥重新平衡，读出此时的I1，IK、由此计算出Pm （R＝220Ω）。 5．测出电桥功率探头的驻波比，求出ρL，ΓL。 6．在上述状态条件下，接上GLX一11测出其功率Pbs读出校准因子Kbs，并 测出GLX-11功率座的驻波比。 7．用短路器法测信号源驻波比Pg （注意在上述状态下测）。 8．代入公式求出Pm，ηeuo。 9．反复在同一个状态下测三次取平均。
由图13一2看出此时如果我们接入直流分支路儿。考虑到R1>>R可以认为I1 基本不变，适当调节RK使热敏电阻的直流功率降低成P02同时使
P02 Pm P01
这时电桥再次重新平衡，R=RT,显然Pm=P01-P02 而，P02=1/4I’2R I’为接入分流支路后流过电桥的总电流，若认为I1基本不变，则 I’=I1－Ik
五、实验报告内容要求 1．实验目的与要求。 2．简述实验原理。 3．实际测试线路和仪器仪表。 4，根据实验要求列出记录数据表格，对功率值取三次平均，作为 测量结果。 5， 要求对测试结果进行分析讨论。 六、思考题和讨论 讨论电源驻波比陀和功率计探头的驻波比 ρl对测量功率的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
概括起来电桥经历如下过程：
根据此原理可算出微波功率Pm
1 2 1 '2 Pm P01 P02 I1 I R I1 I ' I1 I ' R 4 4





当R1>>R I1＝I’+Ik 因此我们可以根据I1，Ik值，已知R＝220Ω求出通过电桥热敏座的微波功率PM
1 Pm 2I1 I k I k R 4
e
Kb 1 L
2
PL Pi 1 L

2

设标准功率计的校准系数Kbs,则式中ηes，Γs为标准功率计探头的有效效率和 反射系数。通过功率方程式可推出
Pbu 1 g u eu 2 (1 u ) Pbs 1 g s K bs
2 2
式中u字母代表待校的电桥功率计， s代表标准功率计。 设
效率ηe 由于电桥功率座的损耗和替代效应，我们测定的微波功率PM，小于功率探 头吸收的净功率PL，这时就有所谓效率问题。常用有效功率ηe，或校准系数PM表 示。
1．
Pb 测热电阻上的直流取代 功率 Kb ＝ 功率探头端接面上的入 射功率 Pi
测热电阻上的直流替代 功率 PB e ＝ 功率探头吸收的净功率 PL
1．
把电桥安置于一直流通路内，通过调节R1，改变通过热敏电阻的直流功 率使Rr－>R，这时电桥趋于平衡。通过热敏电阻的直流功率为
1 2 1 P01 I1 R I1 R 4 2
2
热敏电阻由原先的不平衡到平衡，这是输入适当的直接功率Po1来完成。输 入微波功率Pm，由于Po1+Pm超过了平衡条件下所需要的功率，热敏电阻Rr<R电 桥又失去平衡