02微波技术第2章规则波导
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北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告学院:电子工程学院班级:组员:撰写人:学号:序号:实验二 波导波长的测量一、 实验内容波导波长的测量【方法一】两点法 实验原理如 下图所示:按上图连接测量系统,可变电抗可以采用短路片,在测量线中入射波与反射波的叠加为接近纯驻波图形,只要测得驻波相邻节点得位置L1、L2,由公式即可求得波导波长λg 。
两点法确定波节点位置将测量线终端短路后,波导内形成驻波状态。
调探针位置旋钮至电压波节点处,选频放大器电流表表头指示值为零,测得两个相邻的电压波节点位置(读得对应的游标卡尺上的刻度值1T 和2T ),就可求得波导波长为:T 2 min 'min g -=T λ由于在电压波节点附近,电场(及对应的晶体检波电流)非常小,导致测量线探针移动“足够长”的距离,选频放大器表头指针都在零处“不动”(实际上是眼睛未察觉出指针有微小移动或指针因惰性未移动),因而很难准确确定电压波节点位置,具体测法如下:把小探针位置调至电压波节点附近,尽量加大选频放大器的灵敏度(减小衰减量),使波节点附近电流变化对位置非常敏感(即小探针位置稍有变化,选频放大器表头指示值就有明显变化)。
记取同一电压波节点两侧电流值相同时小探针所处的两个不同位置,则其平均值即为理论节点位置:() 2121min T T T +=最后可得 T 2min 'min g -=T λ(参见图4)【方法二】间接法矩形波导中的H 10波,自由波长λ0和波导波长g λ满足公式:2 12⎪⎭⎫ ⎝⎛-a g λλλ=其中:f g /1038⨯=λ,cm a 286.2=通过实验测出波长,然后利用仪器提供的对照表确定波的频率,利用公式λ0=c f确定出λ0,再计算出波导波长g λ,利用波长表进行波导波长测量要注意,测量信号波长完成后要将波长计从谐振点调开,以免信号衰减后影响后面的测量。
二、 实验步骤(1)观察衰减器、空腔波长计、驻波测量线的结构形式、读数方法。
《微波技术与天线》复习知识要点绪论微波的定义:微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段。
微波的频率范围:300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~0.1mm微波的特点(要结合实际应用):似光性,频率高(频带宽),穿透性(卫星通信),量子特性(微波波谱的分析)第一章均匀传输线理论均匀无耗传输线的输入阻抗(2个特性)定义:传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注:均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关。
两个特性:1、λ/2重复性:无耗传输线上任意相距λ/2处的阻抗相同Z in(z)= Z in(z+λ/2)2、λ/4变换性: Z in(z)- Z in(z+λ/4)=Z02证明题:(作业题)均匀无耗传输线的三种传输状态(要会判断)参数行波驻波行驻波|Γ|010<|Γ|<1ρ1∞1<ρ<∞Z1匹配短路、开路、纯电抗任意负载能量电磁能量全部被负载吸收电磁能量在原地震荡1.行波状态:无反射的传输状态匹配负载:负载阻抗等于传输线的特性阻抗沿线电压和电流振幅不变电压和电流在任意点上同相2.纯驻波状态:全反射状态负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态3.行驻波状态:传输线上任意点输入阻抗为复数传输线的三类匹配状态(知道概念)负载阻抗匹配:是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波。
源阻抗匹配:电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源。
此时,信号源端无反射。
共轭阻抗匹配:对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Z in=Z g﹡时,负载能得到最大功率值。
共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率。
传输线的阻抗匹配(λ/4阻抗变换)(P15和P17)阻抗圆图的应用(*与实验结合)史密斯圆图是用来分析传输线匹配问题的有效方法。
《微波技术与天线》第章规则金属波导课件
(二)
1. 金属波导的定义
- 金属波导是一种用金属管道来传输电磁波的器件。
- 金属波导通常是长方形或圆形的管道,内部光滑,表面涂有导电材料以减少损耗。
2. 金属波导的优点
- 金属波导具有较低的传输损耗和较高的功率容量。
- 金属波导可以传输高频率的信号,适用于微波通信和雷达系统等领域。
- 金属波导可以抵抗外界电磁干扰和抗振动,保证信号传输的稳定性和可靠性。
3. 金属波导的结构和特性
- 金属波导的截面形状和尺寸对其传输特性有重要影响。
- 金属波导的传输特性主要由其截止频率、传输损耗和驻波比等参数决定。
- 金属波导的传输特性可以通过数值模拟和实验测试来确定和优化。
4. 金属波导的应用
- 金属波导广泛应用于微波通信、雷达系统、卫星通信等领域。
- 金属波导还可以用于微波加热、医疗设备等领域。
- 随着微波技术的不断发展,金属波导的应用前景将更加广阔。
5. 金属波导的发展趋势
- 随着微波技术的不断发展,金属波导将更加精细化和多样化。
- 金属波导将更加注重其传输特性的优化和可靠性的提升。
- 金属波导将更加注重与其他微波器件的集成和应用,以满足不同领域的需求。
微波技术与天线考试重点复习归纳第⼀章1.均匀传输线(规则导波系统):截⾯尺⼨、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统。
2.均匀传输线⽅程,也称电报⽅程。
3.⽆⾊散波:对均匀⽆耗传输线, 由于β与ω成线性关系, 所以导⾏波的相速v p 与频率⽆关, 称为⽆⾊散波。
⾊散特性:当传输线有损耗时, β不再与ω成线性关系, 使相速v p 与频率ω有关,这就称为⾊散特性。
11010010110cos()sin()tan()()tan()cos()sin()in U z jI Z z Z jZ z Z z Z U Z jZ z I z jz Z ββββββ++==++02p rv fλπλβε===任意相距λ/2处的阻抗相同, 称为λ/2重复性z1 终端负载221021101()j z j zj zj zZ Z A ez eeZ Z A eββββ----Γ===Γ+ 1101110j Z Z eZ Z φ-Γ==Γ+ 终端反射系数均匀⽆耗传输线上, 任意点反射系数Γ(z)⼤⼩均相等,沿线只有相位按周期变化, 其周期为λ/2, 即反射系数也具有λ/2重复性4.00()()()in in Z z Z z Z z Z -Γ=+ 0()1()()()1()in U z Z Z Z Z I z Z +Γ==-Γ111ρρ-Γ=+ 1111/1/1Γ-Γ+=-+=+-+-U U U U ρ电压驻波⽐其倒数称为⾏波系数, ⽤K 表⽰5.⾏波状态就是⽆反射的传输状态, 此时反射系数Γl =0, 负载阻抗等于传输线的特性阻抗, 即Z l =Z 0, 称此时的负载为匹配负载。
综上所述, 对⽆耗传输线的⾏波状态有以下结论: ①沿线电压和电流振幅不变, 驻波⽐ρ=1;②电压和电流在任意点上都同相; ③传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗6终端负载短路:负载阻抗Z l =0, Γl =-1, ρ→∞, 传输线上任意点z 处的反射系数为Γ(z)=-e-j2βz此时传输线上任意⼀点z 处的输⼊阻抗为0()tan in Z Z jZ zβ=①沿线各点电压和电流振幅按余弦变化, 电压和电流相位差 90°, 功率为⽆功功率, 即⽆能量传输; ②在z=n λ/2(n=0, 1, 2, …)处电压为零, 电流的振幅值最⼤且等于2|A 1|/Z 0, 称这些位置为电压波节点;在z=(2n+1)λ/4 (n=0, 1, 2, …)处电压的振幅值最⼤且等于2|A 1|, ⽽电流为零, 称这些位置为电压波腹点。