微波测量实验 南京大学 实验五

南京大学微波测量实验 电子科学与工程学院 实验五

实验五 小功率测量 121180166 赵琛

一、 实验目的

1学会用微瓦功率计测量微波功率

2讨论失配对功率测量的影响，学会误差分析方法。

二、 实验原理

参看绪论部分1.4功率测量，1.3.3中负载方向驻波系数和电源方向驻波系数的测量。参阅本讲义第四部分实验仪器YM1123标准信号发生器、YM3892选频放大器、GX2B微瓦功率计说明。

测试框图：

三、 实验要求及步骤

1 开启YM1123标准信号发生器、YM3892选频放大器、GX2B微瓦功率计，认真调节测试系统。

2 将功率计的功率探头直接接在测量线后，仔细调节调配器1，使功率输出计输出最大。取下功率探头，换接可移动短路器，用“可移送短路活塞法”测出此时电源方向的驻波系数 。若 >1.1,

可

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用跟踪波腹最小点的方法调节适配器1，使 <1.1。

3 取下可移动短路活塞，按照图5-1的实验方框图连接系统，换接调配器2和功率探头，利用直接法测量负载方向驻波系数 ，仔细调节调配器Ⅱ，使驻波系数 <1.05，测量此时的输出功率 。

4 改变阻抗调配器Ⅱ，以产生附加反射，使功率输出降至约为Pm的1/2,1/3，记录此时的功率 ，并测出相应的驻波系数 。

5重新将 调至小于1.05，改变阻抗调配器I，使输出功率降至约为 的1/2，记录此时的功率 值。取下功率探头，换接可移动短路器，测出此时的电源方向驻波系数 。

6 用误差公式（28）或（29）分析失配对功率测量的影响。

四、 数据分析 1 计算

850√ ==1.1 经计算，符合要求。

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2 测量 、

=√

此时输出功率 为14.6mW。

3 计算有附加反射时的功率和驻波比

输出功率约为 的1/2时： =7.3mW， =√输出功率约为 的1/3时： =4.8mW， =√

4 重新调节 ，降低功率，并测出电源方向驻波系数

=14.1mW 1000

√ ==1.01 输出功率约为 的1/2时： =7.08mW 测量此时电源方向驻波系数：

=√

712160840120

712

=2.16 =2.16 =2.65

900

=2.73

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5 利用误差公式分析

功率测量的不确定性范围：

( +1)( + ) ≥ ≥

相对失配误差：

+[4 1]

( + )

2

2

( )失配=

4

[1 ]

( +1){

分析：对于功率探头失配的时候： 功率为1/2时：

功率为1/3时：

( +1)4

2

( +1)4

2

：8.76 ：14.7

( + )4

2

：8.16

：6.3 ：14.7

( + )4

2

：5.79

对于电源失配的时候：

( +1)4

2

：9.06 ：14.1

( + )4

2

8.98

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分析：由三组数据可以看到，都不满足理论值，似乎都偏小。对于这么大的偏差，我觉得存在着一些问题。问题根源我认为在于ρ的测量。每一组里边都有 和 两个ρ。这两个ρ无论那个有了变化，都会对于整个结果是有很大影响的，而且一般来说，无意的触碰只会增加附加反射。因此，我认为，问题还是在于反射系数的测量上。对于每一组实验，在调节的时候，我们的确完成了调节，但是在实验过程中，难免会出现一些意外将其改变。

理论上来看，还有一个地方可能有问题就是晶体检波律。在测

量驻波系数的时候，晶体检波律是按照平方律的设计来测量的，但如果这个平方律不能满足的话，那么计算时候就会带来很大误差，非常大的影响实验。

还有一些因素可能是实验装置造成的。理论上ρ应该很大，但

这样会使得选频放大器示数最大和最小工作在两个档位，此时选频放大器系统会出现一定的误差。如果采用了同轴线系统，性能会得到改善。

此外，调配器探头伸进了腔体，会带来一定的能量损失，也会

造成误差。

我自认为我的分析很勉强，甚至不对的可能性非常大，而是应

该有其他理论依据，但是目前我找不到更好的理论解释了。

五、 思考题

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1 功率测量的主要误差来源是什么？用误差公式分析的结果与

理论推测是否一致？你认为主要原因是什么？

本实验还存在哪些误差源？应怎样克服？

答：主要来源：误差产生的原因有功率头失配、功率头损耗、电源失配、辅助电路影响等因素。对于功率头失配，应该加以调配或者公式修正；对于功率头损耗，应测出功率头效率，修正测量结果；对电源失配，应调配并计算误差项；对辅助电路影响，应改进电路。

本实验理论上主要误差来源是失配，本实验探究的也正是功率头失配、电源失配对于功率的影响。但是，实际上，误差分析结果与理论值差距较大，远远超出正常误差应有的估计，我认为还有其他原因。测 …… 此处隐藏：560字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……