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Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissen­schaft­liche Fakultät - Physik i.d. Praxis (Modul P8)

Mikrowellen

Kurzbeschreibung zum Praktikumsversuch Mikrowellen


Betreuer: Dr. H. Dwelk (2'610/2'603)
Raum: 2'610/2'6035, Tel: 2093-7733
E-mail: dwelk@physik.hu-berlin.de
Praktikumsraum: 3' 205

1. Thema: Mikrowellen

2. Versuchsdauer: 2 Tage

3. Problemkreis:
  • Der Versuch soll einen Einblick in die Mikrowellentechnik geben und die Grundlagen für die Anwendung in der physikalischen Forschung (z.B. Messung der paramagnetischen Elektronenresonanz - EPR) liefern.
  • Es wird die Verteilung und Übertragung von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern in Rechteckhohlleitern (Hohlleiter-, Vakuum- und Grenzwellenlänge) untersucht sowie die Wirkungsweise und Anwendung verschiedener Mikrowellenbauteile (Klystron "Magisches T", Attenuator, Meßleitung, Hohlraumresonator) studiert. Dabei sollen Sie sich mit den Begriffen Wellenwiderstand, Stehwellenverhältnis, Güte und Koppelgrad von Hohlraumresonatoren vertraut machen und diese Größen in ausgewählten Beispielen messen.
  • Dazu wird mit Hilfe eines Reflexklystrons eine Mikrowelle im X-Band (8,2-12,5 Ghz) erzeugt und in einem Rechteckhohlleiter auf eine Mikrowellenbrücke ("Magisches T") geleitet. Die Seitenarme des "Magischen T" werden mit verschiedenen Bauelementen (Hohlraumresonator, Abschlußwiderstand) abgeschlossen. Zunächst werden die Moden des Klystrons aufgenommen und der Frequenzverlauf innerhalb der Moden untersucht. Die Wellenlänge kann über einen Wellenmesser bzw. eine Meßleitung bestimmt werden. Mit Hilfe des vorgegebenen Meßaufbaus ist es möglich, sowohl den komplexen Abschlußwiderstand als auch die Dielektrizitätskonstante von Materialien zu bestimmen. Dazu wird in einer weiteren Aufgabe der eine Seitenarm des "Magischen-T" mit verschiedenen Abschlußwiderständen bzw. einer Kurzschlußplatte mit eingepaßtem Dielektrikum abgeschlossen. Aus der Spannungsverteilung längs der Leitung wird die Dielektrizitätskonstante bestimmt. Mit Hilfe des Smith-Diagramms wird der reduzierte Abschlußwiderstand ermittelt. Darüber hinaus wird das Verhalten von unterschiedlich angekoppelten Hohlraumresonatoren studiert und bei kritischer Kopplung die Güte des Hohlraumresonators abgeschätzt.
  • Der Versuch ist eine Voraussetzung für den EPR-Versuch (Messung der paramagnetischen Elektronenresonanz).
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Die vollständige Versuchsbeschreibung finden Sie hier


Letzte Änderung: 12.04.08