微波工程 - 测量设备
在微波测量设备中，由微波设备组成的微波工作台装置占有重要地位。整个装置只需很少的调整，就能测量许多值，如导波波长、自由空间波长、截止波长、阻抗、频率、VSWR、速调管特性、耿氏二极管特性、功率测量等。
微波产生的输出在确定功率时通常值很小。它们会随着传输线中的位置而变化。应该有一个设备来测量微波功率，一般来说，这将是一个微波工作台装置。
微波工作台通用测量装置
该装置是不同部件的组合，可以详细观察。下图清楚地解释了该设置。
信号发生器
顾名思义，它会产生一个微波信号，大约几毫瓦。它使用速度调制技术将连续波束转换为毫瓦功率。
耿氏二极管振荡器或反射速调管可以作为这种微波信号发生器的示例。
精密衰减器
这是选择所需频率并将输出限制在 0 到 50db 左右的衰减器。这是可变的，可以根据要求进行调整。
可变衰减器
此衰减器设置衰减量。可以理解为值的精细调整，其中读数与精密衰减器的值进行核对。
隔离器
这会消除不需要到达检测器支架的信号。隔离器只允许信号在一个方向上通过波导。
频率计
这是测量信号频率的设备。使用此频率计，可以将信号调整到其共振频率。它还可以将信号耦合到波导。
晶体探测器
上图显示了晶体探测器探头和晶体探测器支架，其中探测器通过探头连接到支架。这用于解调信号。
驻波指示器
驻波电压表提供以 dB 为单位的驻波比读数。波导中开有缝隙，用于调整信号的时钟周期。波导传输的信号通过 BNC 电缆转发到 VSWR 或 CRO 以测量其特性。
实时应用中设置的微波工作台如下所示 −
现在，让我们来看看这个微波工作台的重要部分，即开槽线。
开槽线
在微波传输线或波导中，电磁场被视为来自发生器的入射波和反射到发生器的波的总和。反射表示不匹配或不连续。反射波的幅度和相位取决于反射阻抗的幅度和相位。
测量获得的驻波以了解传输线的缺陷，这对于了解有效传输的阻抗失配是必要的。该开槽线有助于测量微波设备的驻波比。
构造
开槽线由传输线的开槽部分组成，测量必须在其中进行。它有一个移动探针托架，让探针在必要时连接，以及用于连接和检测仪器的设施。
在波导中，宽边的中心轴向开有槽。连接到晶体检测器的可移动探针插入波导的槽中。
操作
晶体检测器的输出与施加的输入电压的平方成正比。可移动探针允许在其位置进行方便而准确的测量。但是，随着探针的移动，其输出与波导内部形成的驻波模式成正比。这里使用可变衰减器来获得准确的结果。
输出 VSWR 可以通过以下公式获得
$$VSWR = \sqrt{\frac{V_{max}}{V_{min}}}$$
其中，$V$ 是输出电压。
下图显示了带标记的开槽线的不同部分。
上图中标记的部分表示以下内容。
- 发射器 − 邀请信号。
- 波导的较小部分。
- 隔离器 −防止反射到源。
- 旋转可变衰减器 − 用于精细调整。
- 开槽部分 − 用于测量信号。
- 探头深度调整。
- 调谐调整 − 用于获得准确性。
- 晶体检测器 − 检测信号。
- 匹配负载 − 吸收输出功率。
- 短路 − 提供负载替换。
- 旋钮 − 用于在测量时进行调整。
- 游标卡尺 − 用于获得准确的结果。
为了在示波器上获得低频调制信号，采用带有可调检测器的开槽线。带有可调检测器的开槽线托架可用于测量以下内容。
- VSWR(电压驻波比)
- 驻波模式
- 阻抗
- 反射系数
- 回波损耗
- 所用发生器的频率
可调检测器
可调检测器是一种检测器支架，用于检测低频方波调制微波信号。下图给出了可调检测器支架的概念。
下图代表该设备的实际应用。它在末端终止，另一端有一个开口，就像上面的一样。
为了使微波传输系统和探测器支架匹配，通常使用可调短截线。有三种不同类型的可调短截线。
- 可调波导检测器
- 可调同轴检测器
- 可调探针检测器
此外，还有固定短截线，如 −
- 固定宽带调谐探针
- 固定波导匹配检测器支架
检测器支架是微波工作台的最后一级，在末端终止。
