一、实验目的和要求
应用所学的有关理论指示,理解波导的E-T接头、H-T接头和H-T接头组合起来,即构成双T接头(魔T)的工作特性。
二、实验内容
利用微波测试系统波导双T接头(魔T)平分臂、隔离度的测量。
三、实验原理
在微波系统中,常需要把一路的电磁能量变为二路或更多路,这就要用到波导的T型接头。矩形波导中常用的T型接头有E-T接头和H-T接头两种,分别为图十三所示
(a)E-T接头 (b)H-T接头
图十三 波导的T型接头
下面分别介绍两种接头的工作特性
1. E-T接头
我们把主波导的两臂分别称①和②端口,分支臂称为③端口,这种E-T接头具有下列特性: (1)当TE10模信号从③端口输入时,则①和②端口有反向输出,如图十四(a)。 (2)当TE10模信号从①和②端口同向输入时,则③端口输出最小;当信号从①和②端口等幅同向输入时,则③端口无输出。对称面为电磁波腹点。如图十四(b)。
(3)当TE10模信号从①和②端口反向输入时,则③端口有输出;当信号从①和②端口等幅反向输入时,则③端口有最大输出。对称面为电磁的波节点。如图十四(c)。
图十四 E-T接头的工作特性
2. H-T接头
同样我们把主波导两个臂分别称为①和②端口,分支臂称为③端口,用“………”黑点表示电力线穿上纸面,用“×××”表示电力线射入纸面。
(1)当信号自③端口输入时,则①和②端口有同向输出。如图十五(a)。
(2)当信号自①和②端口同向输入时,则③端口有最大输出,③端口的对称面处在电磁场驻波腹点,如图十五(b)。
(3)当信号自①和②端口反向输入时,③端口输出最小,③端口对称面处在电场驻波节点。当①和②臂等幅反向输入时,③臂输出为零。如图十五(c)。
连接轴
图十五 H-T接头的工作特性
3. 双T(魔T)
将具有共同对称面的E-T接头和H-T接头组合起来,就构成双T接头,又称魔T,如图十六所示,图十六(a)是双T接头的电路符合。
图十六 双T接头
一般把E臂称为③端口,H臂称为④端口,①和②臂称为平分臂,③和④臂称为隔离臂。根据E-T和H-T接头的特性,可知双T接头的特性:运钞箱
(1)当信号由E臂③输入时,则①和②端口等幅反向输出,H臂制作无纺布手提袋④输出为零。
(2)当信号由H臂④输入时,则①和②端口等幅同向输出,E臂③输出为零。
(3)当E臂③和H臂④均接匹配负载时,信号自①和②端口等幅同向输入时,则H臂④有输出,而E臂③输出为零。反之,当信号自①和②端口等幅反向输入时,则E臂③有输出,而H臂④输出为零。可见E臂③和H臂④互为隔离,①和②臂互为平分。
IT维保为了消除连接处结构的突度引起的反射,通常在接头处加入匹配元件(如螺钉、膜片或锥体),以获得匹配的双T。
图十七 测试系统连接
四、实验步骤
本实验需增加微波器件
(1) 魔T 一只
(2) 匹配负载(BD20-7) 一只
(3) 扭波导 一只
(4) 可变衰减器(BD20-2) 一只
A
A
图十八 系统连接方框图
在测量线后接,进行初始电平校正
A
A
图十九
1.将可变衰减器Ⅰ、Ⅱ调到“可变衰减器曲线表”10GHz 30dB处的旋钮刻度,如61号可变衰减器30dB刻度为10.2。31号可变衰减器30dB刻度为10.2。
2.调节晶体检波器的三螺钉,短路面调配,使选频放大器指示最大。选频放大器分贝置60dB,增益电位器置中间位置。如指示值太小,可增大YM1123信号源的输出,即“衰减调节”逆时针调节,使选频放大器指示满度,即1000的位置。此时初始电平可校正。
3.魔T的①和②端平分臂的测量
3.1测试连接
A
A
图二十
3.2将信号源(YM1123)置方波输出()
3.3调节可变衰减器Ⅰ,使选频放大器输出为1000。从可变衰减器Ⅰ的可变衰减器曲线表中可变衰减器Ⅰ的旋钮刻度读衰减的dB拉纸笔数。如刻度为9.70,相对应的衰减量为26.5dB。则魔T端口①的功率比输入功率低30dB-26.5dB=35dB。
3.4信号源置“外整步”,没有微波功率输出。
防粘贴油漆
将端口①接匹配负载,端口②接晶体检波器,即①和②端口调整。测端口②的功率。同样如可变衰减器Ⅰ在刻度9.75,查表相对应的衰减量为26.8dB。则端口②功率比输入功率低30dB-26.8dB=3.2dB。
4.魔T的③和④端的隔离度测量
4.1魔T的端口①和②接匹配负载,端口④接晶体检波器,此时选频放大器指示很小。
4.2将可变衰减器Ⅰ、Ⅱ的衰减器减小,分别将可变衰减器Ⅰ的衰减调节旋钮逆时针调到3dB时的刻度。如Ⅰ的3dB时刻度为4.6,此时已放大27dB。再逆时针调节可变衰减器Ⅱ的衰减调节旋钮,调到选频放大器的满度,记下此时调节旋钮的刻度值,查表确定此时的衰减量,如刻度为8.85,查表衰减量为20.8dB,此时已放大30dB-20.8dB=9.2dB。因此E-H面隔离
度应为可变衰减器Ⅰ和Ⅱ衰减量的减小值,即27dB+9.2dB=36.2dB。
思考题:
1.魔T由于具有匹配双T特征,它是一个理想的3dB定向耦合器,它具有哪些应用?
2.魔T是一个理想3dB定向耦合器,实测值>3dB,二臂误差是哪些因素引起的?