频率和波长的测量

频率和波长的测量一 实验目的：1．学会使用基本的测频仪器和信号发生器。2．掌握基本的测量频率和波长的方法3．利用 3cm波导测试系统，使用吸收式频率计作频率测量电磁波频率；使用测量线来测量波长和频率二 实验原理1、电磁波的频率和波长可由它在媒质中的传播速度联系起来：fV式中 f是频率，是波长，而 V 是电磁波的传播速度。电磁波在空气中的传播速度近似地等于自由空间内的速度，通常取 V=3 ×1010 厘米 / 秒。 沿 Z 轴方向传播 TE10波的各个分量为222()0()0()02sin()0sin()cos()0jtyxzjtxjtzyEEX eaEEHEX eaHjEX eaaH其中，相位常数2g，波导波长0022001 ()1()2gca临界波长02cacf所以0g，为了使波导内只传播TE10波，波导截面尺寸应满足,022ab一般取0.7a，0.3 ~ 0.5b目前，我国通常取22.86,10.16amm bmm其主模频率范围为8.20 ～12.50GHz，截止频率为 6.557GHz 。2、实验系统的连接如图二所示，是用吸收式频率计作频率测量的实验图二测量方法：系统中的 PX16频率计为吸收式频率计，其结构如图三所示。当传输线中相当一部分功率进入频率计谐振腔内，而另一部分从耦合元件处反射回去，在谐振时，腔中场很强，反射回去也强。使之频率计的输出在谐振时明显减小，如图四所示。 I 图 三吸收式频率计结构图 四2）测量线来测量波长传输在终端短路情况下 , 可根据全反射的驻波分布情况，找出相邻的驻波最小点1D 和2D （也可选择驻波相邻最大值点） ，如图。相邻两个最小点的距离即为半个波导波长，因此：122gDD信号源隔离器同轴/ 波导转换器E、 H阻抗调配器定向耦合器PX16频率计GX2C-1功率计晶体检波器YS3892 选频放大器3、圆柱谐振腔4、耦合孔5、矩形波导00ffl通过测量出的波导波长， 也就可计算出频率和波长， 它们之间有一一对应的关系，如下图所示。在波导系统中测量的波长为波导波长，前面已经讲到波导波长0201()2ga可见λ g 要大于λ0。三．实验仪器1）YS1123标准信号发生器链接 其技术指标如下：1、频率范围： 7.5GHz～12.4GHz ⑴显示误差：± 1.5%（输出功率为不大于5mW时）。⑵频率稳定度：± 5×10-4/15 分钟（在等幅状态下，仪器预热30 分钟后）。2、输出功率：⑴毫瓦输出：在电压驻波比不大于1.7 的 50Ω 负载时不小于 5mW。⑵微瓦输出： -10dBm～-100dBm（在电压驻波比不大于1.7 的 50Ω 负载时）。Ed12dD12Dd43dlλ g122.533.544.555.5700080009000100001100012000fλλ g（波...