【电子行业标准(SJ)】 波导和同轴件驻波测量方法

中华人民共和国电子工业部部标准SJ2553-84
波导和同轴元件驻波测量方法
1984-12-06发布
1985-07-01实施
中华人民共和国电子工业部批准中华人民共和国电子工业部部标准波导和同轴元件驻波测量方法
SJ2553-84
本标准规定了波导元件（和组件）及同轴元件（和组件）中小驻波比的测量方法。本标准规定的测量方法有八种，其中点频法有五种，扫频法有三种。波导及同轴元件电压驻波比的测量，可根据测量的对象和要求任选其中适用的测量方法进行。如有必要供需双方可协商确定其中的某一具体方法。本标准原则上亦适用于微波系统的电压驻波比测量。电压驻波比的测量应遵循下列原则，a，电压驻波比的测量，应按本标准附录B的表B1或表B3的规定，对应选配测量设备。当由于测量设备条件所限，不能按表B1或表B3一一对应选配时，可作适当的调整，但调整后，应按表B2或表B4的有关公式计算各分项误差，并按方和根法合成测量总误差（计及随机误差在内）。而其合成的测量误差应不超过附录B的规定。b，测量系统的测量端口的界面结构和尺寸，应与被测件端口一致。当附录B表B1或表B3有转换器的数据时，所加转换器的驻波比应不超过其规定的数据，如可选配更高精度的其它设备时，也可酌情加接转换器，但必须符合上述a款规定的原则。：如产品标准无另外规定，采用点频法时，测量频率点至少为5点，且这些测量点应在测量的频带内均匀分布。如在某一频率上所测的P！超过被测件最大允许反射系数pxmx的五分之四时，应在该频率点的左右各内插一测量点。d，测量结果的表达：点频法，应将测量结果以表格形式表达；而扫频法，则将测量结果用新的座标纸重新给制出代表最终结果数据的具有标度的频应曲线。e，如产品标准中无另外规定，驻波测量均应在GB2421-81《电工电子产品基本试验规程总则》所规定的“正常的试验大气条件”下进行。点频法
测量线直接读数法一方法（1）
1.1适用范围
本方法适用的电压驻波比测量范围：波导系统为1.05～2.0；同轴系统为1.15~2.0。
1.2名词、术语
电子工业部1984-12-06发布
1985-07-01实施
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电压驻波比，传输线上电压的最大值Umax与电压最小值Umin之比。其定义1.2.1
式为：
电压反射系数：传输线上任一点电压的反射波U-与电压入射波U+之比。其定1.22
义式为：
其模|p|与电压驻波比S有如下关系式：JpiS-1
1.2.3滑动负载与探针联动法（简称联动法）让滑动负载与探针座一起移动，保持负载反射面与探针的距离不变来测量驻波比，从而使负载反射对探针测得的驻波不产生影响的一种方法。1.2.4滑动负载十二点法（简称十二点法）在半导波长范围逐次移动滑动负载约十二个位置，用测量线直接读数法来测驻波比，并从十二个驻波比数值所画的曲线中找出最大和最小两个驻波比Smax和Smin，然后计算出积开方值或商开方值，来确定被测双口元件驻波比的一种方法。1.2.5积开方值、商开方值
在十二点法测量中，取最大驻波值Smax和最小驻波值Smin的积或商的开方，即分别为：
积开方值：
/SmaxxSmin
S(×)=1
商开方值：
Smax+Smin
1.2.6固定探针、滑动负载法
为了确定积开方值和商开方值中何值为被测值，可在十二点法测量后，在不卸拆被测件和探针固定不动情况下，移动负载超过半导波长时，便可象一般测量驻波比一样获得aax和an。就两值之比的开方便是滑动负载的电压驻波比，且这个驻波比必然与积开方值或商开方值中之一相同或近似相等。此时与之不同的另一个值则为被测值。1.3符号、代号
符号、代号见附录A（补充件）。1.4测量原理
根据电压驻波比的定义式
S=Umin
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测出测量线中的驻波电压最大值Umax和最小值Umin，便可以确定接在测量线终端的被测件的电压驻波比。
1.5测量方框图
测量方框图见图1。图中虚线方框表示根据测量要求而取舍的设备。检波器-%
茂信号涵
费器或诚器
描示器！
去谐流费器
驻波指示器
图1测量线直接读数法测量方框图1.6测量设备的要求
对测量设备的基本要求，见附录B表B1（补充件）。1.7测量方法和步骤
短路器
被测件
区负载
转换器
1.71按图1装接测量系统，装接要牢靠稳定，按使用说明书的要求预热和操作测量仪表。
1.7.2把信号源调至测量频率；加上1000Hz方波调制：把驻波指示器调至各合适挡位，使增益足够大：把测量线探针置于规定调整范围的中间位置，并调谐探针；然后把探针移至驻波最大点的位置，再细调谐探针，使驻波指示器的读数最大。最后把驻波指示器对1000Hz方波频率进行准确调谐，有时还需要调节信号源的方波调制频率来配合，使驻波指示器达到准确调谱。1.7.3测量前应先消除测量系统的寄生信号的感应或杂波的干扰，在探针固定不动时观察驻波指示器的读数是否稳定，要求其稳定度每5分钟的变化不超过附录B表B1中对应的规定值。
1.7.4测量前须制作测量线晶体检波的校准曲线。计算检波律N。测量过程中驻波指示器各挡位不得更改。
1.7,5测量过程中如发现信号频率偏离测量频率，应调准。3
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1.7.6测单口元件：移动测量线探针座，分别读出对应于驻波最大值Umax和最小值Umin的指示器读数amx和amu。然后按测量线晶体检波律计算电压驻波比的测量值Sz。1.7.6.1如晶体的检波律N1.95～2.05时，即，amax
Sx=Namis
1.7.6.2如查晶体检波校准曲线时：测量线归一化晶体检波曲线表达式为：a-(a)N
查出a和ai的校准值a'm和ami，按下式计算aa
1.7.7测效口元件：
1.7.7.1双口元件终接匹配负载时：按1.7.6款方法步骤进行测量。
1.7.7.2双口元件终接滑动负载时a，联动法测无耗双口元件：当滑动负载与探针座一起移动超过半导波长时，如同测盐线直接读数法一样，可得最大和最小二个指示值：amx和a。然后也可按1.7.6.1项或1.7.6.2项方法步骤计算无耗双口元件的驻波比测量值Sx。b.十二点法测双口元件：即按1.2.4款、1.2.5款及1.2.6款说明进行测量，即可测定无耗或有耗双口元件的驻波比测量值Sx。1.7.8当需要测量3a值时，应在中心频率下，拆装被测件，进行测量，不少于5次。1.7.9每次开机测量后，复核晶体校正曲线。2四分之一波长线段插人法一方法（2）2.1适用范围
本方法仅适用测量单口被测件，电压驻波比测量范围为1.05~1.5。较适用于同轴系统宽带元件的小驻波精密测量。频率间隔一般只能在0.25GHz以上。2.2名词、术语
2.2.1测量线最佳应用段：通过常规方法的实测，沿测量线全程工作段找出一段机械不平度最小的工作段。
2.2.2标准线段的等效反射系数P>：同轴系统标准线段中因内外导体的直径公差、不直度所引起的阻抗偏差，以及因连接器界面结构的不连续等引起反射的综合等效反射系数。
2.3符号、代号
符号、代号见附录A（补充件）。2.4测量原理
在测量线直接读数法基础上，先测得测量线终端接上被测件时的总反射系数：4
Pi=P,+px
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和代表p1初始相角的驻波节点位置d1。式中P，为测量线剩余反射系数，P为被测件反射系数；然后把电长度为四分之一导波长奇数倍的标准线段插入测量线和被测件之间，使P反相180，和p，再失量相加。此时测得总反射系数：
pz=p,-Px
和代表P相角的驻波节点位置d2。因此，可以利用量运算求得：
P#（P-p）
let,d,
图2-1四分之一波长线段插入失量法图解图2-1从原理上清晰地表达了P的图解过程。从图中可以看出，不论P，为多大，通过此法计算，P，即自行消除。由于只求P的幅值，因此可按余弦定理由下式求得|p！：I Px/=
式中：
/p1*+/p2/2-2/pp:/cos
#=d:=d:/×720
2.5测盘方框图
测量方框图见图2-2，图中虚线方框表示可根据要求而取含的设备。2.6测量设备的要求
对测量设备的基本要求，见附录B表B1（补充件）。2.7测量方法和步骤
2.7.1按图2-2装接测量系统，装接要牢靠稳定：按使用说明书的要求预热和操作测量仪表。
2.7.2把信号源调至测量频率；加上1000Hz方波调制，把驻波指示器调至各含适挡位，使增益足够大，把测量线探针置于规定调整范围的中间位置，并调谐探针，然后把探针座移至驻波最大点的位置，再仔细调谐探针，使驻波指示器的读数最大，最后把驻波指示器对1000H2方波频率进行准确调谐，有时还需要调节信号源的方波调制频率来配5
合，使驻波指示器达到准确调谐。SJ2553-84
检波系指示器
器或表满
敏波信号源
去谐谦波器
麦械器
指示器
转换器
短路器
单口被测件
国分之一
波长线段
图2-2四分之一波长线段插入法测量方框图2.7.3测量前应先消除测量系统的寄生信号的感应或杂波的干扰，在探针固定不动时观察驻波指示器的读数是否稳定，要求其稳定度每5分钟的变化不超过附录B表B1中对应规定值。
2.7.4测量前须制作测量线晶体检波的校准曲线。计算检波律N。测量过程中驻波指示器各挡位不得更改。
2.7.5测量过程中如发现信号频率偏离测量频率，应调准。2.7.6把单口被测件接到测量线上，移动探针座于最售应用段。按第1章测量线直接读数法测得S,或/P，I，及节点位置d.。2.7.7把四分之一波长标准线段插入测量线和被测件之间，再测得S或P，1，及节点位置d2。
2.7.8计算
+=|d,d/720*
2.7.9计算
/1pi*+*-2i|cos
I px/=1
1+1 px1
当需要测量3值时，应在中心频率下，拆装被测件，进行测量，不少于52.7.10
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2.7.11每次开机测量后，复核晶体校正曲线。3半波长替代矢量法一方法（3）3.1适用范围
本方法仅适用测无耗双端口被测件，电压驻波比测量范围为1.05～1.5。较适用于同轴系统宽带元件的小驻波精密测量。频率间隔一般只能在0.5GHz以上。3.2名词、术语
名词、术语见1.2条和2.2条。
3.3符号、代号
符号、代号见附录A（补充件）。3.4测量原理
在测最线直接读数法基础上，先测得测量线终端接匹配负载的合成反射P=pr+pL
和代表p.初始相角的驻波节点位置d1。式中p,为测量线剩余反射，P为匹配负载的反射，然后把对于测量频率呈现电长度为半波长整数倍的无耗双口被测件插入测量线和匹配负载之间，此时被双口被测件分隔的匹配负载反射Pr仍以同样的幅度大小和相位关系与前面测量线的剩余反射P，合成为反射p1，只是当双口被测件中具有相对于它自己的标准线段产生有不连续或反射p时就会和p,矢量相加，而被一起测得总反射为：P=+（+）+
和代表p相角的驻波节点位置d2。因而可以利用矢量运算来求得，pa=Pepi。
图3-1半波长替代量法图解
图3-1从原理上清晰地表达了P的图解过程。从图中可以看出，不论P：和P多大，通过此法计算，它们则自行消除。由于只求P的幅值，所以可按余弦定理求出px/=//p:/*+/02/*-2/p:Tp./cost7
式中：
+=df=dalx720°
3.5测量方框图
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测量方框图见图3-2，图中虚线方框表示可根据要求而取含的设备。检表
微淡糖号源
或麦诚器
3.6测量设备的要求
指示器
去谐瀛滋器
斑淡措示器
烟路器
双口被創件
配负赖
标准线段
转换器
图3-2半波长替代失量法测量方框图对测量设备的基本要求，见附录B表B1（补充件）。3.7测量方法和步骤
3.7.1按图3-2装接测量系统，装接要牢靠稳定，按使用说明书的要求预热和操作测量仪表。
3.7.2把信号源调至测量频率，加上1000Hz方波调制，把驻波指示器调至各合适挡位，使增益足够大，把测量线探针置于规定调整范围的中间位置，并调谐探针，然后把探针移至驻波最大点的位置，再仔细调谐探针，使驻波指示器的读数最大。最后把驻波指示器对1000Hz方波频率进行准确调谐，有时还需要调节信号源的方波调制频率来配合，使驻波指示器达到准确调谐。3.7.3测量前应先消除测量系统的寄生信号感应或杂波的干扰，在探针固定不动时观察驻波指示器的读数是否稳定，要求其稳定度每5分钟的变化不超过附录B表B1中对应规定值。
3.7.4测量前须制作测量线晶体检波的校准曲线。计算检波律N。测量过程中驻波指示器各位不得更改。
3.7.5测量过程中如发现信号频率偏离测量频率，应调准。8
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3.7.6首先选一个使被测件线段呈现为半导波长整倍数的初始测量频率f1。可按下列公式估算：
fj=15n
式中：fi频率，GHz;
L被测件线段的等效电长度近似值，cm；n—正整数1、2、3....。
3.7.7通过测量确定测量频率
用短路器终接测量线，找到节点位置11，把被测件插入测量线和短路器之间，找到与1,邻近的节点位置12。根据测量误差要求，如果A1=[12-1,]
满足附录B表B2中序号29栏A1/入g的相应规定值，则测量频率已确定：否则可按下式进行修正：
f'=+A。
当1：位置比1，位置离短路器更远寸，上式的△1取正直代入，否测取负值代入。重调信号频率至f，并重新测量1，和1，直到△1/入g满足上述原定规定值为止。3.7.8把匹配负载终接到测量线上，移动探针座于最佳应用段，按第1章测量线直接读数法测得S,或Ip，|及节点位置d.。3.7.9把被测件（或是加有标准线段的被测件）插入测量线和匹配负载之间，再测S，得或「P，1及节点位置d2。
3.7.10计算
+=Id=d./×720°。
3.7.11计算
lpi/+|pz*-2/pi|pz/cos免费标准bzxz.net
Sx=1+/pxl
3.7.12当需要测量3g值时，应在中心频率下，拆装被测件，进行测量，不少于5次。
3.7.13每次开机测量后，复核晶体校正曲线。4半波长替代调配法方法（4）
4.1适用范围
本方法仅适用测无耗双端口被测件，电压驻波比测量范围为1.05～1.5。较适用于9
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同轴系统宽带元件的小驻波精密测量。频率间隔一般只能在0.5GHz以上。4.2名词、术语
4.2.1调配器中性位置：当对调配器的每一调节机构进行调节时，都具有一些几乎不产生反射或反射极小的明确位置，而且这些位置与频率的关系不大。这些位置则称为调配器的中性位置。
4.2.2调配剩余反射P。：用调配器进行调配，使终接的匹配负载的反射连同测量线的剩余反射一起相抵消，但实际上并不能抵消为零，而只能调至很小，并稳定在某个剩余反射的极限值之内，此值则称为调配剩余反射。4.2.3其它名词、术语见1.2条和2.2条。4.3符号、代号
符号、代号见附录A（补充件）。4.4测量原理
在测量线直接读数法基础上，调节调配器，使总反射p。相消为零，即测量线剩余反射Pr和调配器产生的反射P二者合成反射（Pr十P），与匹配负载的反射P.正好大小相等、相位相反，而互相抵消。这时测得：p=pr+p:+p=0
然后将对于测量频率呈现电长度半波长整数倍的双端口被测件插播入调配器与匹配负载之间。此时被双端口被测件分隔的负载反射却仍以同样的幅度大小和相位关系与前面器件的反射保持相消为零。于是只要被测件中具有相对于它自已的标准线段产生的不连续或反射Px，即可在驻波指示器上直接测得：pP
4.5测量方框图
P。m(Pr+Pt)+P=g
图4-1半波长替代调配法图解
测量式框图见图4-2，图中虚线方框表示可根据要求而取舍的设备。10
率社！
開商器或衰成器
指示器
去谐滋滋器
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旺波指示器
注：调配器最好采用频钉调配器、并具有中性位盘。测
短路器
单口被溉件
配贫教
标线复
转换器
图4-2半波长替代调配法测量方框图4.6测量设备的要求
对测量设备的基本要求，见附录B表B1（补充件）。4.7测量方法和步骤
4.7.1按图4-2装接测量系统，装接要牢靠稳定，按使用说明书的要求预热和操作测量仪表。
4.7.2把信号源调制至测量测率：加上1000Hz方波调制：把驻波指示器调至各合适挡位，使增益足够大；把测量线探针置于规定调整范围的中间位置，并调谐探针、然后把探针移至驻波最大点的位置再仔细调谐探针，使驻波指示器的读数最大，最后把驻波指示器对1000Hz方波频率进行准确调谐，有时还需要调节信号源的方波调制频率来配合，使驻波指示器达到准确调谐。4.7.3测量前应先消除测量系统的寄生信号感应或杂波的干扰，在探针固定不动时观察驻波指示器的读数是否稳定，要求其稳定度每5分钟的变化不超过附录B表B1中对应规定值。
4.7.4测量前须制作测量线晶体检波的校准曲线。计算检波律N。测量过程中驻波指示器各挡位不得更改。
4.7.5测量过程中如发现信号频率偏离测量频率，应调准。4.7.6按3.7.6款的方法，选定初始测量频率。4.7.7按3.7.7款的方法，确定测量频率。4.7.8把匹配负载接到调配器上，调节调配器，把探针座移动至最佳应用段，按第1章测量线直接读数法进行测量，直到剩余反射p。调至小于附录B表B2中对应规定值。4.7.9把被测件插入调配器与匹配负载之间。在测量线的最佳应用段移动探针座，11
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