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大学物理综合设计实验
1.2.3.1 1.DH926B型微波装置
1.DH926B型微波装置

根据图2-7微波装置组成,逐一进行介绍。

①分度转台:带有角度刻度,左右对称各有0°~180°,分值1°。配合固定臂和活动臂上的指针,可读出发射角度和接收角度。

② 固定臂:微波发射部分安装在此臂上。

③ 活动臂:微波接收部分安装在此臂上,包括检波指示器。活动臂可围绕平台中心转轴旋转0°~300°。

④ 金属反射板:用于反射实验和迈克尔逊干涉实验。

⑤ 玻璃透射板:用于迈克尔逊干涉实验。

图2-7 DH926B型微波装置

⑥读数机构:采用螺旋测微尺,可估读到0.001mm。读数机构用于迈克尔逊干涉实验移动反射板的位移读数。

⑦三厘米固态信号源(DH1121B):产生微波信号,如图2-8所示。

图2-8 三厘米固态信号源

DH1121B型三厘米固态信号源是一种使用体效应管作振荡器的信号发生器,能输出等幅信号及方波调制信号。输出频率范围:8.6~9.6GHz,功率输出(等幅)大于20mW。

该信号源由振荡器、隔离器和主机组成。体效应管(亦称耿氏管)装在工作于TE10模的波导谐振腔中。当体效应管的两端加上10V左右的直流电压,就可以在谐振腔内产生波长为3cm左右的微波振荡。调节振荡器的螺旋测微器,可改变调谐杆伸入波导腔的深度,从而连续平滑地改变微波谐振频率。表2-1给出了某台信号源螺旋测微器刻度与频率的关系,其他信号源的二者对应关系可能会略有不同。隔离器保证振荡器与负载间的匹配与隔离,使微波输出的频率和功率更加稳定。

表2-1 频率-测微器刻度对照表

主机面板上的按键可方便地选择振荡器的工作方式为等幅连续波或方波调制波。三位半数字表实时显示振荡器的工作电压和电流。实验一般采用等幅输出,其微波强度要高于方波,正常的输出电流在300~400mA,电压在10V左右。

⑧ 微波衰减器:也称微波电阻。电阻在低频电路中是消耗功率、吸收能量的元件。在微波波段完成同样功能的元件就是衰减器。衰减器的种类很多,本系统所用的衰减器如图2-9所示。在一段波导中,垂直于宽边放一个介质片,片上涂一层电阻膜,叫作吸收片。由于吸收片与电力线平行,TE10波的电场通过时就在片上感应电势,而电阻膜又有一定的电阻,于是就使一部分电磁能量转化成热能,形成衰减,使波导里传输的电磁能减少。利用这个原理,把吸收片沿着波导宽边移动,就可以制成可变衰减器。该衰减器带有调节旋钮,根据检波指示器读数大小可调节微波发射强度。

图2-9 微波衰减器

⑨ 发射喇叭:喇叭天线的增益大约是20分贝。当发射喇叭口面的宽边与水平面平行时,发射信号电矢量E的振动方向是垂直于水平面。由于振动面与偏振面相互垂直,也可以说,发射的微波是线偏振波,偏振面与喇叭口宽边平行。

⑩ 接收喇叭:接收喇叭宽边与发射喇叭宽边平行时,接收信号最大。

⑪ 晶体检波器:晶体检波器可将微波信号变成直流信号(等幅波)或变成低频信号(方波调制波)。

本装置使用的是一种可调谐的波导型检波器,属于点接触的硅二极管。使用这种可调谐检波器应通过调节调谐元件,使输出的检波电流I0达到最大,这时不仅检波灵敏度较高,频响曲线也较平坦。检波器的检波电流引出线都是通过抗流结构引出的,它可以有效地抑制微波功率随电流引出线漏出,这种结构起到了低通滤波器的作用,以防止载波的基波和各次谐波窜入直流或低频电路,从而影响指示仪表的工作。如果输入的微波信号是等幅波,经过检波器的非线性作用以后,检波电流中包含直流分量和各种高频分量,由于引出装置的低通滤波特性,输出的只有直流分量I0,可采用直流微安表指示。

⑫ 检波指示器:直流微安表。