微波技术实验讲义 - 与非网

实 验 五
微 波 相 移 量 测 量
一 、 实 验 目 的
1. 掌 握 测 量 的 原 理 和 基 本 测 量 方 法 。
2. 熟 悉 用 反 射 波 法 和 传 输 波 法 测 相 移 的 基 本 原 理 及 测 试 技 术 。
二 、 实 验 原 理
在 微 波 技 术 中 信 号 源 一 般 都 是 相 干 源 ( 具 有 确 定 频 率 和 相 位 的 源 称 为 相 干
源 )。 而 两 个 相 干 源 在 叠 加 时 其 合 成 波 不 仅 决 定 于 两 个 波 源 的 振 幅 , 而 且 还 决 定
于 两 个 波 源 的 相 位 。 在 微 波 测 量 中 会 经 常 遇 到 相 位 测 量 。 在 微 波 工 程 中 , 相 移 量
的 测 量 日 趋 重 要 。 特 别 是 相 控 雪 达 、 相 控 阵 导 航 等 设 备 中 大 量 使 用 相 移 器 件 。 对
这 些 器 件 相 移 量 的 测 量 是 首 当 其 冲 需 要 解 决 的 问 题 。
当 微 波 信 号 通 过 微 波 传 输 器 件 时 , 除 了 振 幅 可 能 发 生 变 化 外 , 还 会 同 时 发 生
相 位 的 变 化 。 振 幅 的 变 化 用 传 输 系 数 的 模 数 表 示 , 而 相 角 的 变 化 用 它 的 幅 角 来 表
征 。 微 波 元 件 的 相 移 定 义 为 : 当 信 号 源 和 负 载 都 匹 配 时 , 器 件 输 入 端 入 射 波 和 输
出 端 的 传 输 波 之 间 相 位 差 , 其 数 学 表 达 式 为 :
b
φ
2
arg arg S
21
= =
21
(5-1)
a
1
式 中 a 1 为 输 入 端 的 入 射 波 ,b 2 为 输 出 端 的 传 输 波 ,S 21 为 传 输 系 数 ,arg 表 示 复 数
的 相 位 角 。
在 不 匹 配 的 情 况 下 , 微 波 元 件 的 输 入 波 和 输 出 波 之 间 的 相 角 差 不 仅 与 传 输 系
数 的 相 位 角 有 关 , 而 且 与 元 件 两 端 的 反 射 系 数 、 以 及 信 号 源 和 负 载 的 反 射 系 数 等
因 素 有 关 。
式 (5-1) 是 相 移 量 的 基 本 定 义 式 , 它 表 式 传 输 器 件 的 绝 对 相 移 量 。 而 相 对
相 移 量 通 常 是 以 它 的 最 小 相 移 量 作 为 基 础 , 用 相 对 相 移 量 表 示 。
测 量 相 移 量 的 主 要 方 法 和 它 们 的 特 点 , 列 表 如 下 :
表 5-1
相 移 量 测 量 方 法 和 特 点
测 量 方 法
应 用 特 点
1、 测 量 线 法 测 量 装 置 简 单 , 根 据 驻 波 节 点 偏 移 量 确 定 未 知 相 移 量
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