实验六 微波的传输特性和基本测量
一、实验内容
1、熟悉常用的波导微波器件，了解其工作原理和作用、基本原理和使用方法。 2、测量反射速调管的功率特性（选做）。 3、波导波长和驻波比的测量 二、实验步骤
1、波导波长的测量
1）、开启仪器，预热10分钟，功率计的量程选“100mW”档，调零（应在没有微波输入状态下）。
2）、微波信号源工作状态拨到“方波”调制状态。
3）、选频放大器各旋处于以下状态：“增益”—较低，“输入电压”—“X100”或“ X10”，“量程”—“X10”或“X1”，“频率”—“1K”，对选频放大器电压表进行调零。
4）、波导开关旋至“短路”状态，使微波全反射，波导管处于驻波工作状态。 5）、移动测量线，观察信号大小，高速选频放大器的“增益”、“输入电压”和“量程”，使驻波波腹处的信号能使电压表指针至少超过2/3处。
6）、调节测量线至驻波波节处，应用“平均值法”（也称为“等指示度法”）测出相邻两个波节点的位置（注意：测量点的电压应远小于波腹处的电压，测量点应应靠近波节点），求出波导波长?g。
2、测量驻波比（小驻波比）ρ 1）、将波导开关旋至通向负载。
2）、方法一：移动测量线，找出波腹点（指针偏转最大）,仔细调节选频放大器的的量程、增益、电压等使?V表指针指向满度，保持选频放大器的的量程、增益、电压等不变，测量线移动到波节点，直接从第二行刻度中读出ρ。
方法二：移动测量线，找出波腹点,调节选频放大器的的量程、增益、电压等使?V表指针指向较大值（超过量程三分之二），读取电压值Umax，保持选频放大器的的量程、
11/19
增益、电压等不变，测量线移动到波节点，读取电压值Umin，计算ρ，??（两种方法各测量一次） 三、注意事项
UmaxUmin 。
1、实验时应将“吸收式”波长计调离谐振状态，以免影响微波的传输； 2、开启仪器顺序：微波功率计、选频放大器、万用表等→微波源
关闭仪器顺序：微波源→微波功率计、选频放大器、万用表等
四、思考题
1、认识实验微波系统的元件器，说说它们有什么作用。 2、根据你的实验数据，计算出微波在自由空间的波长。
3、规格为22.86mm?10.16mm的矩形波导，如果微波的工作频率为10GHz，求TE10模的波长?g、相移常数?。
12/19
实验七 光学信息处理
一、实验内容
1、验证阿贝成像原理 2、验证空间滤波原理 二、实验步骤 光路如图所示
L1LaserL2P1L3P2H
Laser：He-Ne激光器，L1－扩束镜（F=4.5mm）,L2－准直透镜(F=190mm),L3－傅立叶透
镜(F=150mm),P1－物输入面（一维光栅），P2－输出面（频谱面），H－白屏 1、打开激光光源，准直镜L2放在离激光器大约25cm处，调节准直镜使激光垂直通过光心（此时它的反射光应该回到激光出射窗口），将扩束镜L1放在激光器与准直镜之间，左右移动扩束镜L1，并使激光通过其光心，使准直镜出射光为平行光（可在L2后面移动白屏观察光斑的大小是否变化来判断）。
2、在距L2后约25cm处放上透镜L3，调节其共轴，在物面上放入一维光栅P1。 3、在白屏上夹上网格纸，移动白屏使看到的衍射光点最清晰，大约测量出各光点与中央亮点的距离x?,记到下表中，求出这些点相应的空间频率。
一级衍射 二级射射 三级衍射 位置x?（mm） 空间频率（1/mm） 4、在L3后焦面处放入频滤波器，挡去0级以外的光点，观察像面上有无光栅条纹（由于条纹比较密，一般是观察不到，因此，此步选做）。
5、调节光栏，使0级和?1衍射光通过，观察像面上光栅条纹像，再把光栏拿开，让更高级的衍射光都能通过，再观察像面上光栅条纹像，试看这两种情况的光栅条纹像
13/19
的宽度有无变化（由于条纹比较密，一般是观察不到，因此，此步选做）。
6、把一维光栅换成二维光栅，观察二维的分立光点阵，在白屏上装上计算纸，将光点阵描下，移开白屏，观察二米外的物像。
7、实验完毕后，请教师检查实验结果。确认完毕后，将实验用器件小心卸下、并装进塑料袋中，然后放入盒中。 三、注意事项
1、注意人身安全，不要让激光直射眼睛；
2、注意光学仪器的清洁，禁止用手触摸镜片、光栅； 3、所有元器件（尤其是透镜）要轻拿轻放；
4、禁止从其它实验台上拿取任何器件，器件损坏要及时报告。 四、思考题
1、在本实验中，你是如何判断从准直镜出射的光是否为平行光的？ 2、完成下表
物（光栅） 滤波器 无滤波器 像
14/19
实验八 锁相放大实验
一、实验内容
1、观察PSD输出的波形，测量输出直流电压，并与理论值相比较。 2、相关器谐波响应的观察与测量。 二、实验步骤
1、观察PSD输出的波形，测量输出直流电压，并与理论值相比较。 1）、按如图所示接好电路。
2）、调多功能信号源输出频率约为1KHz、U＝100mV的正弦波（用交流毫伏表测量）。 3）、相关器的直流放交流放大倍数分别置于X10和X1档。 4）、nf-f/n开关拨到f/n（分频）端，n取1.
5）、按下表给定的相位差观察波形，用万用表测量相关器输出的直流电压。 6）、计算相关器输出直流电压的理论值，总结实验结果。
?/? 输出直流PSD波形 电压/mV 15/19
理论值 U0?22KAC?KDCUcos?(mV) 绝对误差 ?0 90 180 270