定向耦合器特性的测量

实验报告专用纸姓名：学号：实验台号：实验日期：实验名称：定向耦合器特性的测量成绩：实验目的研究定向耦合器的特性。实验仪器2.方向性及其测量副线中正方向传输功率与反向传输的功率之比称为定向耦合器的方向性D。实验原理定向耦合器是一种有方向性的微波功率分配器件，通常有波导、同轴线、带状线及微带等几种类型。定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传输的微波功率经过小孔或间隙等耦合元件，将一部分功率耦合到副线中去，由于波的干涉和叠加，使功率仅沿副线中的一个方向传输（称“正方向”），而在另一方向几乎没有（或极少）功率传输（称“反方向”）。1P3P4P2P图5—1定向耦合器原理图定向耦合器的特性参量主要是：（1）耦合度，（2）方向性，（3）输入驻波比，（4）带宽范围。1.耦合度及其测量输入至主线的功率与副线中正向传输的功率之比称为定向耦合器的耦合度C。113310lg()20lg()PUCdBdBPU（5－1）式中，1P、1U分别为主线输入端的功率及电压；3P、3U分别为副线正方向传输功率及电压。本实验测定某定向耦合器的耦合度。首先测量主波导输入端的功率电平，然后将耦合器正向接入测量系统，参见图5－2，测出副波导正向输出端的功率电压，在耦合度C可根据公式（5－1）计算。也可以改变精密可变衰减器衰减量，使两种情况的检测指示器读数相等，则衰减器的读数差即为耦合度C。实验原理334410lg()20lg()PUDdBdBPU（5－2）式中，3P、3U分别为耦合至副线正方向传输的功率及电压；4P、4U分别为耦合至副线反方向传输的功率及电压。有时，反向程度也用隔离度来表示。隔离度表示输入至主线的功率与副线反方向传输的功率之比，即：114410lg()20lg()PUIdBdBPU（5－3）根据以上定义可知：31144310lg()10lg10lgPPPDdBICPPP（5－4）故定向耦合器的方向性等于隔离度与耦合度之差。一个理想的定向耦合器，方向性为无穷大，即功率由主线端“1”输入，则副线仅端“3”有输出，而端“4”无输出；反之，若功率由主线端“2”输入，副线仅端“4”有输出，端“3”无输出。然而实际情况并非如此，即功率由端“1”输入，端“4”还有一定的输出，所以方向性为一有限值。测量定向耦合器的方向性可根据不同的精度要求选用不同方法。本实验采用直接衰减法测量。反向连接定向耦合器，主波导输出端接匹配负载，使副波导端“3”输出指示读数在满度的三分之二以上，读取精密可变衰减器衰减量。然后正向连接定向耦合器，加大精密可变衰减器衰减量，直至端“3”输出指示恢复原来的偏转读数，读取此时精密可变衰减器的衰减量，二次衰减量之差即为待测定向耦合器的方向性。实验内容1.测量定向耦合器的耦合度及方向性。2.根据实验原理及内容，要求：（1）选定实验仪器并画出实验装置图；（2）撰写实验步骤。思考与总结