簡述

波長計(jì)是用來量度沿一電磁波的兩個周相相等的相繼波面之間的幾何間隔的一種裝置。為了避免由相速對該待測特定傳輸系統(tǒng)的依存關(guān)系所引起的對儀器的校準(zhǔn)問題，通常的手續(xù)是用真空波長來校準(zhǔn)波長計(jì)。

在高至約100兆赫的頻率范圍內(nèi)，波長計(jì)基本上由一調(diào)諧LC電路和一適當(dāng)共振式指示器所組成，這與H.赫芝原來用的儀器沒有顯著差別，對探測器的選擇依信號的功率級別和所需的準(zhǔn)確度而定，對大于幾瓦的功率級和中等程度的準(zhǔn)確性，一個與電感器L串聯(lián)的小燈泡就可用作一種共振指示器，當(dāng)感生電流極大時燈泡會爆爛發(fā)亮。對于低功率級或較高準(zhǔn)確度，燈泡的負(fù)載效應(yīng)就不能容忍，因此，就要用一個適當(dāng)?shù)碾娮臃赜?jì)來測量電容器的電壓，這個電壓在共振時會取一極大值，電容器是可變的，并用波長或頻率的單位給予定標(biāo)。

對于更高頻率，就必須用到諸如開路線或同軸線和波導(dǎo)這樣一些明確規(guī)定的傳輸系統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)的任一開路或短路節(jié)段都可在實(shí)用大小上調(diào)整至使其在一給定波長處發(fā)生共振。

類型

波長計(jì)是微波測量中常用的一種測量工具，用它們可以測量微波信號源的波長或頻率。波長計(jì)按其耦合方式可分為兩種：通過式和吸收式。

通過式波長計(jì)

這種波長計(jì)通過兩個耦合結(jié)構(gòu)（輸入端和輸出端）串接在測量系統(tǒng)中。測量時，只要調(diào)節(jié)波長計(jì)調(diào)諧桿或活塞，使諧振腔的諧振頻率等于待測信號的頻率，此時腔體產(chǎn)生諧振，使腔中的電磁場最強(qiáng)，這樣通過輸出耦合結(jié)構(gòu)耦合輸出的功率最大，從而通過檢波器輸出的檢波電流（幅值）也最大。當(dāng)調(diào)節(jié)波長計(jì)的調(diào)諧桿或活塞使腔體失諧時，此時腔中的電磁場很弱，因而檢波電流也相應(yīng)較小甚至為零。

吸收式波長計(jì)

吸收式波長計(jì)腔體只有一個耦合結(jié)構(gòu)。當(dāng)調(diào)節(jié)波長計(jì)的調(diào)諧活塞使腔體的諧振頻率等于待測信號的頻率時，腔體產(chǎn)生諧振，此時系統(tǒng)中有部分能量進(jìn)入腔體，使檢波器輸出的檢波電流減至最小。當(dāng)腔體失諧時，腔中的電磁場很弱，幾乎不吸收系統(tǒng)中的能量，指示器具有正常的輸出。檢波電流J．，與頻率廠的關(guān)系如圖5．21(b)所示。

校準(zhǔn)

波長計(jì)的頻率定度需通過校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。商品波長計(jì)出廠時都對其刻度進(jìn)行過定度校準(zhǔn)，以保證滿足其技術(shù)指標(biāo)。使用一段時問后，可能因機(jī)械結(jié)構(gòu)和環(huán)境變化造成刻度出現(xiàn)偏差，需要通過校準(zhǔn)或周期計(jì)量來檢驗(yàn)其精度。

校準(zhǔn)波長計(jì)最直接的方法是利用精度更高的計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量同一頻率，比較兩者的差值。

另一種校準(zhǔn)波長計(jì)的方法是利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，這可能是最省事的方法。因?yàn)槭妇W(wǎng)的頻率定度具有很高精度，對精度為的波長計(jì)是足夠了。注意矢網(wǎng)應(yīng)工作在步進(jìn)掃描方式，且此前首先要對矢網(wǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)，同時為提高分辨力，應(yīng)該將掃寬壓窄。

注意事項(xiàng)

波長計(jì)的使用方法很簡單，當(dāng)信號源輸出信號后，轉(zhuǎn)動波長計(jì)的調(diào)諧千分尺，注意指示儀表的變化。當(dāng)接近諧振點(diǎn)時，指示將改變（變大或變小，視波長計(jì)類型和接入方式而定）。在諧振時出現(xiàn)最大點(diǎn)或最小點(diǎn)。到諧振點(diǎn)停止轉(zhuǎn)動，讀取刻度數(shù)據(jù)（直讀或查表、查曲線）。

使用波長計(jì)時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(1)在調(diào)諧時始終向一個方向轉(zhuǎn)動調(diào)諧裝置，以避免機(jī)械回差。

(2)保持后面電表讀數(shù)要大于滿刻度的2/3。

(3)因腔體有熱脹冷縮現(xiàn)象，故應(yīng)注意環(huán)境溫度變化的影響，特別不要受陽光直射。

(4)對于帶檢波器的波長計(jì)，在更換檢波器后必須重新校準(zhǔn)刻度一頻率關(guān)系。

(5)使用一段時問后要進(jìn)行校準(zhǔn)，或進(jìn)行定時的周期檢定。

測量誤差

當(dāng)將波長計(jì)接入系統(tǒng)進(jìn)行頻率測量時，其測量誤差由以下幾個因素決定。

(1)調(diào)諧精度：主要取決于波長計(jì)的設(shè)計(jì)（腔體類型、工作波型、Q值等）。

(2)讀數(shù)誤差：主要取決于機(jī)械結(jié)構(gòu)。

(3)刻度與校準(zhǔn)誤差。

(4)環(huán)境變化影響：溫度、濕度、氣壓等因素的影響。

(5)失配誤差：接入系統(tǒng)后因源和負(fù)載方向不匹配引起。

一般情況下，利用波長計(jì)測量頻率的總精度為。