微波检测电路
目前水分测量中多用透射法，通过计量透过物料后微波能量的衰减达到测量目的。所用微波波段为S波段(1~2GH晓)或x波段(9~10GHz)
。S波段微波穿透性good，较适合大尺寸物料。x波段微波穿透率较弱，但对物料成分不敏感，用得很为【4】。
微波透射法测量原理如下：它是基于水分子在微波场中的化损耗而使微波电场good度按与物料的介电常数相关的幂数规律衰减原理
，来检测系统发射出去的能量的变化，再得出物料内部的水分。微波在介质中传播应符合下式：
很=只e一" (2．1)
式中：如一衰减后的微波功率(mW)；
Pl——输入微波功率(mw)；
毋一衰减常数；
卜—歆测介质的厚度(I啪)。
当介质是一定厚度的物料时，微波通过介质后，其功率随衰减常数做指数衰减，衰
减量
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若能对微波衰减量测量，经过定标和线性化处理后，完可以满足在线指导生产
的实际需要128捌。
其微波检测电路的系统原理图如图2．2所示【30】。
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b微波检波器卜_一信号处理系统
图2．2微波检测电路
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系统部分组成及其作用
微波测试系统中需要一些必要的微波器件，本节介绍种微波器件的功能和作用。
(1)微波信号源
微波信号源是微波振荡发射装置。微波振荡器件可以分为微波电真空器件、微波半导体器件和微波激射器件三大类。其中微波半导体
器件具有体积小、重量轻、工作电压低、寿命长、机械good度高等优点，在微波测湿中就普遍采用这种振荡信号源。图2．3是它的基本
结构框图。从图中可以看出，整个微波信号源是用一个适当偏置的半导体器件去激励谐振电路(波导谐振腔)，来产生微波振荡的。在
谐振腔的相应部位开孔或者做种工艺使得整个谐振能够完成，产生微波进而发射出去。
①体效应二管：微波振荡器件：
②波导：微波传输的通道，采用标准矩形波导；
③金属调谐杆(螺旋测微器)：调节微波频率：
④螺钉：连接并固定体效应管的一(负)；
⑥穿心电容：同定体效应管的另一(正)，并引入偏置电压。
体效应二管，是20世纪60年代出现的微波振荡器件，它功率小，且适于工作在厘米波段(此时水的损耗很大)，因此，将它应用于无损微波测湿。体效应管之所以能产生微波振荡是由于它的负阻效应。1963年，耿氏在实验中观察到，当在一块N型砷化镓样品的两端加上直流电压时，通过样品的电流呈现出规律。在电压比较低时，随着电压的增加，流过样品的电流也增加，当电压比较某一临界值时(‰称为阈值电压)，电流增加到很大值(‰)；比较此阈值后，随着电压的增加，电流反而减小，当电压继续增大(眇魄)时，电流趋于饱和。这一过程如图2．4所示，这就说明了当外加电压比较阈值电压时，样品呈现负阻特性。