微波技术实验指导书(2009)

微波专题实训专周报告姓名：班级：学号：系别：专业：心得体会在本次仿真专周中我学会了使用serenade 8.7，一开始我们就遇到了问题，那就是这个软件不会安装，我记得从别的同学那里拷贝到这个软件之后，我安装了好几遍，但都没有把软件安好。

最后，我问了一下10651班的同学之后，才安装成功。

本次仿真专周不但要求我们对软件要熟悉，更要求我们有一定的微波电路的基础，尤其是对传输线理论知识的熟悉、像阻抗变换器和单支节匹配器都是学习的重点。

通过本次仿真专周的实习，我更清楚我们应该掌握的知识，也跟进一步的加深了对传输线理论知识的理解。

通过这次专周的实习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力，同时在实习的过程中可以发现自己的不足，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

微波技术仿真专题报告(一)实习目的1.熟悉和了解微波电路仿真与设计软件“Serenade 7.8”的基本功能与基本操作2.利用微波电路设计仿真软件“Serenade 7.8”以及阻抗圆图实现对实阻抗和复数负载阻抗的匹配设计3. 利用微波电路设计仿真软件“serenade sv”和阻抗圆图实现对纯电阻及复数负载阻抗的匹配设计，熟悉并掌握不同的阻抗匹配方法，观察匹配过程中传输线输入阻抗在阻抗圆图上的变化轨迹。

(二)实习要求1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配并在圆图上表示出来2.采用/4λ阻抗变换器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来3.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来4.根据自己学号（10）自建一个模型5.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来(三)实习内容及过程1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配A.匹配原理：利用传输线输入阻抗的/4λ变换性。

设主传输线特性阻抗为Z01，当终端负载阻抗Zl 为纯电阻（R），在特性阻抗为Z的主传输线和终端负载Zl之间插入一段特性阻抗为Z02,长度为/4λ的传输线，其输入阻抗为Z in=Z202/ R要使反射系数为0，则根据负载阻抗匹配有Zin = Z01，可得到Z02的值：0210Z Z Z= B.相关参数：负载LZ=50Ω, 频率：2.4GHz,H：0.254mm,HU:5mm、介电常数：2.22特性阻抗Z01=50ΩC．实验步骤：（1）.打开“Serenade 8.7”软件，建立一个新的文件，连接负载、微带传输线和微波端口以及信号源；在主菜单Analysis中点击Analysis….，连接好的原（1-1）（2）. 在主菜单Reports中点击Quick Reports进行分析得到如下图（1-2）所示的史密斯原图(1-2)（注意此时的匹配点是通过对阻抗原图观察后通过主菜单Analysis中tune…找到的）2.当负载为复数阻抗时，首先要找到传输线上输入阻抗为纯电阻的参考面，然后在加入/4λ变换器，输入阻抗为纯电阻的参考面只可能为波节点或波腹点。

微波技术的计算机仿真专题实习指导书微波专题实训专周报告姓名：班级：学号：系别：专业：心得体会在本次仿真专周中我学会了使用serenade 8.7，一开始我们就遇到了问题，那就是这个软件不会安装，我记得从别的同学那里拷贝到这个软件之后，我安装了好几遍，但都没有把软件安好。

最后，我问了一下10651班的同学之后，才安装成功。

本次仿真专周不但要求我们对软件要熟悉，更要求我们有一定的微波电路的基础，尤其是对传输线理论知识的熟悉、像阻抗变换器和单支节匹配器都是学习的重点。

通过本次仿真专周的实习，我更清楚我们应该掌握的知识，也跟进一步的加深了对传输线理论知识的理解。

通过这次专周的实习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力，同时在实习的过程中可以发现自己的不足，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

微波技术仿真专题报告(一)实习目的1.熟悉和了解微波电路仿真与设计软件“Serenade 7.8”的基本功能与基本操作2.利用微波电路设计仿真软件“Serenade 7.8”以及阻抗圆图实现对实阻抗和复数负载阻抗的匹配设计3. 利用微波电路设计仿真软件“serenade sv”和阻抗圆图实现对纯电阻及复数负载阻抗的匹配设计，熟悉并掌握不同的阻抗匹配方法，观察匹配过程中传输线输入阻抗在阻抗圆图上的变化轨迹。

(二)实习要求1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配并在圆图上表示出来2.采用/4λ阻抗变换器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来3.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来4.根据自己学号（10）自建一个模型5.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来(三)实习内容及过程1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配A.匹配原理：利用传输线输入阻抗的/4λ变换性。

微波技术实验报告一、实验目的1.了解微波技术的基本原理；2.掌握微波技术的实验操作方法；3.学习使用微波仪器对电磁波进行测量和分析。

二、实验器材与材料1.微波台；2.微波发射源；3.微波接收天线；4.微波功率计；5.微波衰减器；6.信号发生器；7.示波器。

三、实验原理微波技术是指在频率范围为3x10^9Hz至3x10^11Hz的电磁波中进行的技术应用。

在实验中，我们将使用微波发射源和接收天线来产生和接收微波信号，使用微波功率计来测量微波的功率，同时利用微波衰减器来调整微波的功率级别。

信号发生器用于产生不同频率的信号，并通过示波器来观察和记录波形。

四、实验步骤与结果1.首先接通微波台的电源，并调节微波发射源的频率和功率级别；2.将接收天线与发射源对准，调整天线角度，使得信号强度最大；3.使用微波功率计测量微波的功率，并记录结果；4.调整微波衰减器的衰减值，观察微波发射源输出功率的变化，并记录衰减值和功率值的对应关系；5.使用信号发生器产生不同频率的信号，并通过示波器观察和记录波形。

实验结果如下：1.频率为2.4GHz时，微波发射源的功率为6dBm；2.衰减值为20dB时，微波功率为0dBm；3.衰减值为30dB时，微波功率为-10dBm；4.信号发生器产生的频率为2.5GHz时，示波器上显示的波形为正弦波。

五、实验分析与讨论实验结果表明，微波功率与衰减值存在线性关系，当衰减值增大时，微波功率随之减小。

这是因为微波衰减器通过在传输线中引入衰减器元件，使微波信号的幅度减小。

当信号发生器产生的频率与微波发射源的频率接近时，示波器上观察到的波形为正弦波，说明微波信号正常传输。

六、实验结论通过本次实验，我们了解了微波技术的基本原理，掌握了微波技术的实验操作方法，并学会了使用微波仪器对电磁波进行测量和分析。

实验结果验证了微波功率与衰减值的线性关系，同时观察到了信号发生器产生的频率与微波发射源频率接近时的正弦波形。

微波技术与天线实验指导书南京工业大学信息科学与工程学院通信工程系目录实验一微波测量系统的熟悉和调整 - 2 -实验二电压驻波比的测量 - 9 -实验三微波阻抗的测量与匹配 - 12 -实验四二端口微波网络阻抗参数的测量 - 17 -实验一微波测量系统的熟悉和调整一、实验目的1. 熟悉波导测量线的使用方法；2. 掌握校准晶体检波特性的方法；3. 观测矩形波导终端的三种状态（短路、接任意负载、匹配）时，TE10波的电场分量沿轴向方向上的分布。

二、实验原理1. 传输线的三种状态对于波导系统，电场基本解为(1) 当终端接短路负载时，导行波在终端全部被反射――纯驻波状态。

在x=a/2处其模值为：最大值和最小值为：(2) 终端接任意负载时，导行波在终端部分被反射――行驻波状态。

在x=a/2处由此可见，行驻波由一行波与一驻波合成而得。

其模值为：可得到最大值和最小值为：(3) 终端接匹配负载时，导行波仅有入射波而无反射波――行波状态。

其模值为由上述可知，在测量线的终端分别接上短路器、任意负载和匹配负载，移动探针位置，都可以观测到测量线中不同位置的电场强度（复振幅大小）对应的电流指示读数。

2. 由测量线的基本工作原理可知，指示器的读数1是探针所在处|E|对应的检波电流。

任一位置处|E|与I的对应关系应视检波晶体二极管的检波特性而定。

一般，这种关系可通过对二极管定标而确定。

所谓定标，就是找出电场的归一化值|E’|与I的对应关系。

我们知道，当测量线终端短路时：如果我们取任意一零点（波节点）作为坐标起始位置，且坐标用d表示，则：晶体二极管上的检波电压u正比于探针所在处|E’|。

所以上式可用u的归一化值u’来表示。

即：晶体二极管的检波电流I与检波电压u之间的关系为：式中c为比例常数，n为检波率。

式中c’为比例常数。

3. 当测量线的探针插入波导时，在波导中会引入不均匀性，从而影响系统的工作状态。

探针在开槽线中与电场耦合，其效果相当于在等效传输线上并联了一个探针支路。

实验一 系统设备简介、频率测量一、 实验目的：1通过实验使得学生熟悉、了解实验所用设备及附件的性能、用途等。

2 掌握用频率计测量频率的方法。

二、 实验所用设备及方框图（设备详细介绍见附录2）本实验所用设备及附件为YM1123信号发生器；YM3892选频放大器；波导/同轴转换器；PX16频率计；晶体检波器，其连接方框图如下：图 1三、频率测量的实验步骤：1按方框图连接好实验系统。

2 检查实验系统准确无误后，打开选频放大器，将增益开关置于40~60分贝档。

3 打开信号发生器，圆盘刻度置于100档，重复频率量程置于100处，设备右上角←、→置于档，这时即有了输出，输出功率的大小用衰减旋纽调节。

4 观察选频放大器，若指示太小，调节晶体检波器和选频放大器增益调节，原则上使选频放大器指针指示在满刻度的4/5上，调节频率计，找到频率计的吸收峰值，观察这时频率计的刻度值，此值即为所测的频率值。

5 关闭设备，整理好附件。

6 数据整理，写出实验报告。

实验二 波导波长的测量一、 实验目的1 掌握使用“中值法”测量最小值的方法。

2 掌握波导波长的测量方法。

3 熟练掌握微波成套设备的使用。

二、 实验原理波导波长是用驻波测量线进行测量的，驻波测量线可测出波导中心电场纵轴的分布情况，在矩形波导中：g λ=（1）其中c λ为截止波长，0λ为自由空间波长。

'''2222(()/2g D D D λ==+cλ=对截止波长：m=1,n=0; 2c a λ=我们知道相邻两个电场的最小点（或最大点）间的距离为半个波长。

如图所示：EE 121221E图 2测量波导波长时，利用测量线决定相邻两个电场的最小点（或最大点），就可以计算出波导波长g λ。

测量波导波长时，由于电场的最小值的变化比最大值尖锐，因此往往采用测量两个电场最小值的位置来计算，即：212()g D D λ=- （2）为了测量电场最小值的位置，常常采用中值读数法，具体方法为在最小值附近找出极小值，例如找到'1D 和''1D 来确定1D 的位置，找到''2D 和'2D 来确定2D 的位置，公式为 '''111()/2D D D =+ （3）'''222()/2D D D =+ （4） 三、 实验原理框图图 3四、 实验步骤：1 按方框图连接设备极其附件。

微波技术基础实验报告一、实验目的1.掌握微波信号的基本特性和参数的测量方法；2.了解微波器件的性能指标和测试方法；3.加深对微波传输线和网络理论的理解和实践。

二、实验设备和原理实验设备：微波信号源、功率计、波导固有模发生器、波间仪、反射器等。

实验原理：微波技术是指在高频范围内进行电磁波的传输、控制和处理的一套技术体系，其频率范围通常为0.3GHz至300GHz。

微波技术具有频率高、信息容量大和传输距离远等优点，广泛应用于通信、雷达、航空航天等领域。

三、实验步骤和内容1.根据实验要求，搭建实验电路；2.测量微波信号源输出功率，通过功率计测量微波信号源输出功率；3.测量波导波导的传输特性，通过波间仪测量微波信号通过波导时的传输特性；4.测量波导器件的特性，通过波间仪测量波导器件的特性；5.测量波导管中的固有模，通过固有模发生器和反射器测量波导管中的固有模。

四、实验结果和数据分析1.根据实验条件，测量到微波信号源输出功率为10dBm；2.根据测量结果，绘制出波导波导的传输特性曲线，分析其传输性能；3.根据实验条件，测量到波导器件的插入损耗为3dB；4.根据实验条件和测量数据，计算出波导管中的固有模的频率范围和衰减值，并进行数据分析。

五、实验结论1.微波信号源输出功率为10dBm；2.波导波导的传输特性曲线显示了其良好的传输性能；3.波导器件的插入损耗为3dB，插入损耗越小，器件性能越好；4.波导管中的固有模的频率范围为0.3GHz至3GHz，衰减值为-10dB。

六、实验总结通过本次实验，我深入理解了微波技术的基本特性和参数的测量方法，掌握了微波器件的性能指标和测试方法，并加深了对微波传输线和网络理论的理解和实践。

通过实验数据的测量和分析，我对微波技术的应用和性能有了更深入的认识，实验收获颇丰。

电磁场与微波技术实验指导书XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX注意事项一、实验前应完成各项预习任务。

二、开启仪器前先熟悉实验仪器的使用方法。

三、实验过程中应仔细观察实验现象，认真做好实验结果记录。

四、培养踏实、严谨、实事求是的科学作风。

自主完成实验和报告。

五、爱护公共财产，当发生仪器设备损坏时，必须认真检查原因并按规定处理。

六、保持实验室内安静、整洁和良好的秩序，实验后应切断所用仪器的电源 ,并将仪器整理好。

协助保持实验室清洁卫生, 带出自己所产生的赃物。

七、不迟到，不早退，不无故缺席。

按时交实验报告。

八、实验报告中应包括：1、实验名称。

2、实验目的。

3、实验内容、步骤，实验数据记录和处理。

4、实验中实际使用的仪器型号、数量等。

5、实验结果与讨论，并得出结论，也可提出存在问题。

6、思考题。

实验仪器JMX－JY－002电磁波综合实验仪一、概述电磁波综合实验仪，提供了一种融验证与设计为一体的电磁波实验的新方法和装置。

它能使学生通过应用本发明方法和装置进行电磁场与电磁波实验，透彻地了解法拉第电磁感应定律、电偶极子、天线基本结构及其特性等重要知识点，使学生直观形象地认识时谐电磁场，深刻理解电磁感应的原理和作用，深刻理解电偶极子和电磁波辐射原理，掌握电磁场和电磁波测量技术的原理和方法，帮助学生建立电磁波的形象化思维方式，加深和加强学生对电磁波产生、发射、传输和接收过程及相关特性的认识，培养学生对电磁波分析和电磁波应用的创新能力。

《JMX-JY-002电磁波综合实验仪》在001型基础上，添加了对天线不同极化角度的测量，学生通过测量，可绘制不同极化天线的方向图，使得学生对电磁波的感受更加深刻。

二、特点1、理论与实践结合性强2、直接面向《电磁场与波》的课程建设与改革需要，紧密配合教学大纲，使课堂环节与实验环节紧密结合。

3、针对重要知识点“电磁场与电磁波”课堂教学环节长期存在难于直观表达的困难，形象地体验抽象的知识。

微波分光仪一、概述微波在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、国防工业的国民经济的各个方面都有十分广泛的应用。

研究微波，了解它的特性具有十分重要的意义。

微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性。

都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。

因此用微波作波动实验与用光作波动实验所说明的波动现象及规律时一致的。

由于微波的波长比光波的波长在数量级上相差一万倍左右，因此用微波来做波动实验比光学实验更直观，方便和安全。

比如在验证晶格的组成特征时，布喇格衍射就非常的形象和直观。

通过本系统所提供的以下实验内容，可以加深对微波及微波系统的理解，特别是微波的波动这一特性。

1、微波的反射，2、驻波-测量波长；3、棱镜的折射；4、偏振；5、双缝干涉；6、劳埃德镜；7、法布里-罗布干涉仪；8、迈克尔逊干涉仪；9布儒斯特角；10、布喇格衍射；11、纤维光学。

二、系统组成1、微波信号源输出频率10.5GHz±20MHz，波长2.85517cm，功率15mW，频率稳定度可达2×10-4，幅度稳定度：10-2。

这种微波源相当于光学实验中的单色光束。

2、发射器组件组成部分：缆腔换能器，谐振腔，隔离器，衰减器，喇叭天线及支架。

将电缆中的微波电流信号转换为空中的电磁场信号。

喇叭天线的增益大约是20分贝，波瓣的理论半功率点宽度大约为：H面20°，E面16°。

当发射喇叭口面的宽边与水平面平行时，发射信号电矢量的偏振方向是垂直的，而微波的偏振方向则是水平的。

3、接收器组件组成部分：喇叭天线，检波器，支架、放大器和电流表。

检波器将微波信号变为直流或低频信号。

放大器分三个档位，分别为×1档、×0.1档和×0.02档，可根据实验需要来调节放大器倍数，以得到合适的电流表读数。

4、中心平台测试部件的载物台和角度计，直径200㎜。

5、其他配件反射板（金属板，2块），透射板（部分反射板，2块），偏振板，光缝屏（宽屏1块，窄屏1块），光缝夹持条，中心支架，移动支架（2个），塑料棱镜，棱镜座，模拟晶阵，晶阵座，聚苯乙烯丸，钢直尺（4根）。

微波专题实训专周报告姓名：班级：学号：系别：专业：心得体会在本次仿真专周中我学会了使用serenade 8.7，一开始我们就遇到了问题，那就是这个软件不会安装，我记得从别的同学那里拷贝到这个软件之后，我安装了好几遍，但都没有把软件安好。

最后，我问了一下10651班的同学之后，才安装成功。

本次仿真专周不但要求我们对软件要熟悉，更要求我们有一定的微波电路的基础，尤其是对传输线理论知识的熟悉、像阻抗变换器和单支节匹配器都是学习的重点。

通过本次仿真专周的实习，我更清楚我们应该掌握的知识，也跟进一步的加深了对传输线理论知识的理解。

通过这次专周的实习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力，同时在实习的过程中可以发现自己的不足，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

微波技术仿真专题报告(一)实习目的1.熟悉和了解微波电路仿真与设计软件“Serenade 7.8”的基本功能与基本操作2.利用微波电路设计仿真软件“Serenade 7.8”以及阻抗圆图实现对实阻抗和复数负载阻抗的匹配设计3. 利用微波电路设计仿真软件“serenade sv”和阻抗圆图实现对纯电阻及复数负载阻抗的匹配设计，熟悉并掌握不同的阻抗匹配方法，观察匹配过程中传输线输入阻抗在阻抗圆图上的变化轨迹。

(二)实习要求λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配并在圆图上表示出来1.采用/4λ阻抗变换器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来2.采用/43.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来4.根据自己学号（10）自建一个模型5.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来(三)实习内容及过程1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配A.匹配原理：利用传输线输入阻抗的/4λ变换性。

设主传输线特性阻抗为Z01，当终端负载阻抗Zl 为纯电阻（R），在特性阻抗为Z的主传输线和终端负载Zl之间插入一段特性阻抗为Z02,长度为/4λ的传输线，其输入阻抗为Z in=Z202/ R要使反射系数为0，则根据负载阻抗匹配有Zin = Z01，可得到Z02的值：0210Z Z Z=g B.相关参数：负载LZ=50Ω, 频率：2.4GHz,H：0.254mm,HU:5mm、介电常数：2.22特性阻抗Z01=50ΩC．实验步骤：（1）.打开“Serenade 8.7”软件，建立一个新的文件，连接负载、微带传输线和微波端口以及信号源；在主菜单Analysis中点击Analysis….，连接好的原（1-1）（2）. 在主菜单Reports中点击Quick Reports进行分析得到如下图（1-2）所示的史密斯原图(1-2)（注意此时的匹配点是通过对阻抗原图观察后通过主菜单Analysis中tune…找到的）2.当负载为复数阻抗时，首先要找到传输线上输入阻抗为纯电阻的参考面，然后在加入/4λ变换器，输入阻抗为纯电阻的参考面只可能为波节点或波腹点。

一、实验目的1. 了解微波技术的原理和基本概念；2. 掌握微波元件的基本特性及测量方法；3. 学习微波网络分析仪的使用方法；4. 培养实际操作能力和团队协作精神。

二、实验原理微波技术是研究频率在300MHz至300GHz范围内电磁波的产生、传播、辐射、调制和接收等问题的学科。

本实验主要涉及微波元件、微波网络分析仪等设备的使用，以及微波参数的测量。

1. 微波元件：微波元件是微波技术中的基本组成部分，主要包括传输线、谐振器、滤波器、衰减器、隔离器、定向耦合器等。

这些元件在微波系统中起到传输、选择、匹配、隔离等作用。

2. 微波网络分析仪：微波网络分析仪是一种用于测量微波网络性能的仪器，可以测量网络的S参数、衰减、相位等参数。

三、实验内容1. 微波元件特性测量（1）实验目的：掌握微波元件的特性测量方法，了解其基本参数。

（2）实验原理：利用微波网络分析仪测量微波元件的S参数，通过S参数计算出微波元件的反射系数、传输系数、驻波比等参数。

（3）实验步骤：a. 将待测微波元件接入微波网络分析仪；b. 调整微波网络分析仪的频率，进行扫频测量；c. 记录微波元件的S参数；d. 分析S参数，计算反射系数、传输系数、驻波比等参数。

2. 微波网络分析仪的使用（1）实验目的：掌握微波网络分析仪的基本操作，了解其功能。

（2）实验原理：微波网络分析仪通过测量微波网络的S参数，可以分析微波网络的性能。

（3）实验步骤：a. 打开微波网络分析仪，进行自检；b. 设置测量参数，如频率、扫描范围等；c. 连接待测微波网络，进行测量；d. 分析测量结果，了解微波网络的性能。

3. 微波系统调试（1）实验目的：了解微波系统的调试方法，掌握调试技巧。

（2）实验原理：通过调整微波系统中的元件参数，使系统达到最佳性能。

（3）实验步骤：a. 连接微波系统，设置初始参数；b. 进行系统测试，观察性能指标；c. 根据测试结果，调整元件参数；d. 重复测试和调整，直至系统性能满足要求。

“电磁场与电磁波”和“微波技术” 课内实验大纲及实验指导书

唐万春，车文荃 编制 陈如山 审定

南京理工大学 通信工程系 2006年12月

目 录 1．“电磁场与电磁波”课内实验大纲 2．“电磁场与电磁波”课内实验指导说明书

实验一 电磁波参量的测定 实验二 电磁波的极化 3．“微波技术”课内实验大纲 4．“微波技术”课内实验指导说明书 实验一 传输线的工作状态及驻波比测量 实验二 微波网络散射参量测试 5．“电磁场与电磁波”和“微波技术”课内实验评分标准 南 京 理 工 大 学 实 验 教 学 大 纲

课 程 名 称： 电磁场与电磁波 开 课 实 验 室： 电磁场与微波技术实验室 执 笔 人： 唐 万 春 审 定 人： 陈 如 山 修（制）订 日 期： 2005年4月

一、本课程实验教学目的与要求：（约100～150汉字） 作为课堂教学的必要补充和深化，特开设本课程课内实验。通过本课程的实验教学，使

学生能对自由空间电磁波的传播特性有一个感性认识，进一步理解和加深课堂教学内容。 要求学生了解各种极化形式电磁波的形成和特点，掌握电磁波频率（波长）和极化特性的测试方法。

二、实验项目与主要内容： 序号 实 验 项 目 名 称 学时 主 要 内 容 实验类型

目的：了解电磁波的传播特性。 验证 1 2 电磁波频率（波长）测试 电磁波极化的测试 2 2 内容： 测量电磁波自由空间波长和介质中的波长；确定相位常数和波速。 方法：干涉法 要求：掌握测试原理。 目的：了解电磁波的极化特性。 内容：线极化波、圆极化波和椭圆极化的产生与测试。 方法：用电磁波综合测试仪测试。 要求：掌握实验原理。 综合

三、实验说明： 课程总学分 3 学分 实验学时数 0.25 学分 实验项目数 2个 课程性质 通识基础□ 学科基础√ 专业选修□ 学科选修□ 集中实践环节□ 实验类别 课程内实验√ 独立设课实验□ 集中综合实验□ 考核方式 日常考核□ 操作技能考核□ 卷面考核□ 提交实验结果√ 面试□

（整理）微波技术天线课程实验指导书实验一微波发送系统电路组成及介绍一、实验目的1、了解射频前端发射器的基本结构与主要设计参数。

2、利用实验模组的实际测量了解射频前端发射器的特性。

二、原理分析微波电视传输系统是一套短距离、点对点的微波电视发送和接收系统，它将现场摄得的电视视频、音频信号以微波方式传送，再向电视中心站或有线电视站发送。

三、实验框图四、实验设备五、主要技术指标图1-1微波电视传输系统方框图1. 一路电视图像信号和一路拌音信号。

系统可多路组合使用；2. 传输距离优于4km;（开阔无阻挡）3. 工作频率S波段（2.1-2.7GHz），频率点可由用户选定；4. 发射机输出功率≥100mW;10 ;5. 频率稳定度：5×67. 视频输入/输出电平：1V(75Ω);8．视频调制方式：FM9. 音频输入/输出电平：2.2V(p-p) (600Ω不平衡)；10．音频调制方式：FM-FM11．频带宽度：27MHz12. 微分增益：≤±3%;13. 微分相位：≤±2°;14. 工作电源：发射机：+12V一体化电池可充电电池连续工作10小时以上；六、实验步骤和方法⑴如图所示，接好视频信号发生器和微波调制器的发射支路，如有可能测量微波发射频谱特性。

⑵将接收支路连接好，在图像监视器上应能看到较大的调频雪花噪声颗粒。

⑶对接受机进行调谐，选择频道，首先调出图像信号，然后对伴音信号进行调谐，是伴音信号清晰悦耳。

⑷如图所示，按微波数字信号传输系统方框图进行连接，发射端接上数字信号发生器，接受端接上示波器观察接收数字信号波形。

七、实验预习要求1、预习放大器、滤波器、混频器和功率放大器的原理的理论知识。

2、预习放大器、滤波器、混频器和功率放大器的设计原理。

八、实验报告要求1、画出实验系统的连接方框图并叙述实验原理。

2、调谐不同的频段，观察输出端实验现象。

3、写出实验的心得体会。

实验二微波接收系统电路组成及介绍一、实验目的1、了解射频前端发射器的基本结构与主要设计参数。

电磁场、微波测量实验指导书(电子专业适用)范懿、许明妍 编 中国民航大学电子信息工程学院二零一零年十月实验一 电磁波参量的测量一、实验目的（1）在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性如E 、 H 和 S 互相垂直。

（2）熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长λ，并确定电磁波的相位常数β 和波速υ。

（3）了解电磁波的其他参量，如波阻抗η等。

二、实验仪器 （1） DH1211型3cm 固态源1台（2） DH926A 型电磁 波综合测试仪1套 （3） XF-01选频放大器1台 （4）PX-16型频率计三、实验原理两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同，它们相互干涉的结果，在传播路径上形成驻波分布。

通过测定驻波场节点的分布，求得波长λ的值，由2πβλ=、f υλ=得到电磁波的主要参数：β、υ。

设0r P 入射波为：0j i i E E e βγ-=当入射波以入射角θ向介质板斜投射时，在分界面上产生反射波r E 和折射波i E 。

设入射波为垂直极化波，用R ⊥表示介质板的反射系数，用0T ⊥和T ε⊥表示由空气进入介质板和由介质板进入空气的折射系数。

可动板2r P 和固定板1r P 都是金属板，其电场反射系数为-1，则3r P 处的相干波分别为：其中，21L L L ∆=-因为1L 是固定值，2L 则随可动板位移L 而变化。

当2r P 移动L 值时，使3r P 具有最大输出指示时，则有1r E 和2r E 为同相叠加；当2r P 移动L 值，使3r P 具有零值输出指示时，必有1r E 和2r E 反相。

故可采用改变2r P 的位置，使3r P 输出最大或零指示重复出现。

在3r P 处的相干波合成 121210()i i r r r i E E E R T T E e e φφε--⊥⊥=+=-+或写成 12()122102cos()2j r i E R T T E eφφεφφ+-⊥⊥-=- 式中12L φφφβ=-=为测准入值，一般采用 3r P 零指示办法 ，即cos()02φ=或(21)22n φπ=+ n=0.1.2….. n 表示相干波合成驻波场的波节点（0r E =）处。

实验一 电磁波参量的测定实验1.实验目的 a) 观察电磁波的传播特性。

b) 通过测定自由空间中电磁波的波长 ，来确定电磁波传播的相位常数k 和传播速度v 。

c) 了解用相干波的原理测量波长的方法。

2.实验内容 a) 了解并熟悉电磁波综合测试仪的工作特点、线路结构、使用方法。

b)测量信号源的工作波长（或频率）。

3. 实验原理与说明 a)所使用的实验仪器分度转台,晶体检波器,可变衰减器,喇叭天线,反射板,固态信号源,微安表图1 实验仪器布置图参阅图1。

固态信号源所产生的信号经可变衰减器至矩形喇叭天线，由喇叭天线辐射出去，在接收端用矩形喇叭天线接收，接收到的信号经晶体检波器后通过微安表指示。

b)原理本实验利用相干波原理，通过测得的电磁波的波长 ，再由关系式2,k v f kπωλλ===得到电磁波的主要参量k ，v 等。

实验示意图如图2所示。

图中0r P 、1r P 、2r P 和3r P 分别表示辐射喇叭、固定反射板、可动反射板和接收喇叭，图中介质板是一23030()mm ⨯的玻璃板，它对电磁波进行反射、折射后，可实现相干波测试。

设入射波为： jk r E Ee +-⋅=体检波器图1图2 实验示意图当入射波以入射角1θ向介质板斜投射时，在分界面上产生反射波E-和折射波E'。

设入射波为垂直极化波，用R⊥表示介质板的反射系数，用T⊥、eT⊥分别表示由空气进入介质板和由介质板进入空气的折射系数。

另外固定的和可动的金属反射板的反射系数均为-1。

在一次近似的条件下，接收喇叭3rP处的相干波分别为：110j E R T T E e ϕε--+⊥⊥⊥=-220j E R T T E e ϕε--+⊥⊥⊥=-即两者幅度相等，相位差为12()ϕϕ-，其中1011()r k L L kL ϕ=+=221012()()r r r k L L k L l L kL ϕ=+=+∆+=从而可得21L L L l ∆=-=∆因101r L L L =+为固定值，而21L L l =+∆是可改变的，改变可动反射板P r 2位置而取不同的2L 值，可使行程相位差为90。

微波技术实验指导书1实验要求一、预习要求：实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。

1.认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的计算。

2.复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。

3.熟悉实验任务，完成各实验“预习要求”中指定的内容，写好预习报告。

二、实验要求：1.使用仪器前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。

2.实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。

找出原因、排除故障后，经指导教师同意再继续实验。

3.在进行微波测试时，终端尽量不要开口，以防止微波能量泄露。

4.实验过程中应仔细观察实验现象，认真纪录实验结果(数据、波形、现象)。

所纪录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。

5.实验结束后，必须关断电源，并将仪器、设备、工具等按规定整理。

6.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告并按时上交。

实验一、微波传输线频率和波长的测量一、实验目的1．学会使用基本微波器件。

2．了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传输特性。

3．学习利用吸收式测量频率和波长的方法；4．掌握用测量线来测量波长和频率的方法。

二、实验原理1．微波的传输特性为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响，采用标准矩形波导管为微波传输线，并用TE10波型。

波导管具有三种工作状态：①当终端接“匹配负载”时，反射波不存在，波导中呈行波状态；②当终端接“短路片”、开路或接纯电抗性负载时，终端全反射，波导中呈纯驻波状态；③一般情况下，终端是部分反射，波导中传输的既不是行波，也不是纯驻波，而是呈行驻波状态。

2．微波频率的测量用吸收式频率计PX16(直读式)，测量范围8.2GHZ-12.4GHZ，误差≤±0.3%，当传输线中相当一部分功率进入频率计谐振腔内，而另一部分从耦合元件处反射回去。

当调节频率计，使其自身空腔的固有频率与微波信号频率相同时产生谐振，用选频放大器测量，信号源须用内方波，重复频率为1KHZ 左右，谐振时可从选放上观察到信号幅度明显减少，以减幅最大位置为判断频率测量值的论据。

微波测量实验指导书之一：晶体定标与色散特性的测量实验一、晶体定标与色散特性的测量一、实验目的：１、掌握晶体检波器特性定标的方法。

２、观测波导系统的色散特性。

二、实验框图：三、实验原理：在微波测试系统中，微波能量通常是经过二极管检波后送到指示器（选频放大器、示波器），所以在选频放大器上指示的是检波电流值I （单位：µA ），而驻波分布特性指的是电场分布，因此利用检波电流来计算驻波比时，必须用实验法确定E 与I 的关系。

当加在二极管两端的电压为V 时，与流过晶体的检波电流有如下关系：I ＝KV ｎ （１）式中，K 为常数，ｎ为检波率。

而电压V 与探针所在处的电场E 是成比例的，所以有I ＝K ’E n （２）式中，K ’是比例常数．那么根据式（２）描出的曲线即为晶体定标曲线．利用终端短路法来进行晶体定标：当波导终端短路时，电场分布为：｜E ｜＝l gE m λπ2sin (3) 式中，Em 为电场强度幅值，g λ为波导波长，l 为距驻波节点的距离．由（２）（３）式可得 I ＝K n l gλπ2sin （４） 式中K 为常数，对（４）式取对数有：l gn K I λπ2sin lg lg lg += (5) 曲线I ～l g λπ2sin 即为晶体二极管的定标曲线，而曲线l gI λπ2sin lg ~lg 的斜率即为检波律n ．若将I 与l g λπ2sin 标在全对数据坐标纸上，作出l gI λπ2sin lg ~lg 曲线，则曲线的斜率即为晶体检波率n.通常在检波功率电平较小（对调制波而言，输出电压不大于n 个毫伏，对连续波而言，输出电流不大于１０µA ）的条件下，可认为晶体检波特性是平方律的，即n ＝２． 色散特性指的是波导波长与频率的关系：波导中传播的电磁波的相速和群速均是频率的函数，波速频率的变化称为色散。

TE 波和TM 波都是色散型波，波导是色散型传输线。

由于色散会使电磁波群在传输地过程中产生失真、畸变，频率越宽，畸变越显著。

自编教材《电磁场微波技术与天线》实验指导书长沙学院电子与通信工程系二0一0年九月实验一谐振腔法测量微波频率一、实验目的1、熟悉和了解微波测试系统的基本组成和工作原理。

2、掌握微波测试系统各组件的调整和使用方法。

3、掌握谐振腔法测频率的原理。

二、实验框图及器材1、实验框图图一谐振腔法测频率框图2、实验仪器微波信号源一台3cm测量线一台隔离器一个定标衰减器一个波长计一个检波指示器一台晶体检波器一个选频放大器一台各种负载三、实验原理谐振条件：谐振腔发生谐振时，腔长必须是半个波导波长的整数倍，此时，电磁波在腔内连续反射，产生驻波。

旋转波长表的测微头，当波长表与被测频率谐振时，将出现吸收峰。

反映在检波指示器上的指示是一跌落点，(参见图二)此时，读出波长表测微头的读数，再从波长表频率与刻度曲线上查出对应的频率。

检波指示器指示I图二波长表的谐振点曲线四、实验内容及步骤1、按图一所示的框图连接微波实验系统。

2、将检波器及检波指示器接到被测件位置上。

3、用波长表测出微波信号源的频率。

五、实验报告及要求1、实验目的与任务；2、正确画出微波测试系统的基本框图；3、说明用谐振腔法测频率的原理；4、记录实验数据，分析误差原因。

六、预习报告及要求1、实验目的与任务；2、实验所用仪器设备的功能；3、实验原理。

实验二微波功率的测量一、实验目的1、熟悉和了解微波测试系统的基本组成和工作原理。

2、掌握微波测试系统各组件的调整和使用方法。

3、掌握微波功率的测量原理，熟悉测量被测件的相对功率、绝对功率值的方法。

二、实验框图及器材1、实验框图图三功率测量微波系统框图2、实验仪器微波信号源一台3cm测量线一台隔离器一个定标衰减器一个波长计一个检波指示器一台晶体检波器一个选频放大器一台波导开关一个功率计一台功率头一个各种负载三、实验原理在波导管中传输的微波通过衰减器时，可以衰减部分传输功率，沿着宽边改变衰减器的移动吸收片可改变衰减量的大小。

实验一微波常规测量系统的熟悉与调整一、实验目的1、了解常用微波常规测量系统的组成，认识常用微波元件，熟悉其特性、在系统中的作用及使用方法。

2、熟悉常用微波仪器的调整和使用方法。

二、实验原理1、实验系统简介图1-1 常规微波测量系统微波常规测量系统如图1-1所示。

系统中的仪器和主要元件作用如下：(1)、信号源：产生微波信号。

常用的简易信号发生器，包括速调管振荡器、速调管电源和调制器。

速调管振荡器产生并输出需要的连续或调制信号，速调管电源供给速调管振荡器所需各组稳压电源，调制器产生方波调制信号（重复频率一般为1000Hz ）,对速调管振荡器进行方波调制。

标准信号发生器主要有速调管和体效应管两类，在包含上述功能的基础上增加了输出幅度调节器（可变衰减器）以及频率计等。

(2)、频率与功率监视部分：由正向接入的定向耦合器从主通道中耦合出一部分能量，通过对该部分信号的监测，确定其信号源的频率并监视输出功率的稳定性，标准信号源往往附有监测系统。

(3)、隔离器：是一种铁氧体器件，用于消除负载反射对信号源的影响。

理想的隔离器只允许信号由源向负载单方向通过（即对入射波衰减为零）。

而全部吸收由负方载向源的反射功率（即对反射波衰减为无穷大）。

利用其单向传输特性，既保证了信号的正常传输，又防止反射波进入信号源影响其输出功率和振荡频率的稳定。

实用的隔离器正向衰减为零点几分贝，反向衰减为几十分贝。

在没有隔离器时，可用固定衰减器代替。

此时，对正向、反向信号有同样衰减。

(4)、衰减器：分固定衰减器和可变衰减器两种。

为电平元件，用来调节输出功率的大小。

调整可变衰减器的衰减量，可以控制到达负载的功率，使指示器有适度的指示。

固定衰减器也可以用定向耦合器代替。

(5)、测量线：用来测量负载在传输线上造成的驻波分布，确定驻波系数、驻波最小点位置和波导波长等，以便计算各种待测参数。

(6)、指示器：指示检波电流的大小，对连续波信号、常用微安表、光点检流计等指示器。

小功率调幅发射机整体概述1.1 小功率调幅发射机的初步认识发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。

调幅发射机实现调幅简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。

所谓调幅，就是指，使振幅随调制信号的变化而变化，严格的讲，就是指载波振幅与调制信号的大小成线性关系，而它的频率和相位不变。

振幅调制分为4种方式：AM（普通调幅）、DSB（抑制载波双边带调幅）、SSB（单边带调幅）、VSB（残留边带调幅）。

本设计调幅发射机指的是AM调幅发射机。

通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分和电源部分。

高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。

主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。

缓冲级主要是削弱后级对主振器的影响。

低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级。

调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡信号上去的过程。

1.2 小功率调幅发射机的主要技术指标在设计调幅发射机时，主要遵循如下性能指标：工作频率范围：调幅制一般适用于中、短波广播通信，其工作频率范围为300kHz~30MHz。

发射功率：一般是指发射机送到天线上的功率。

只有当天线的长度与发射频率的波长可比拟时，天线才能有效地把载波发射出去。

波长λ与频率f的关系为λ=c/f。

调幅系数：调幅系数ma是调制信号控制载波电压振幅变化的系数，ma的取值范围为0~1，通常以百分数的形式表示，即0%~100%。

频率稳定度：发射机的每个波道都有一个标称的射频中心工作频率，用f0表示。

工作频率的稳定度取决于发信本振源的频率稳匹配是射频和微波技术中的一个重要概念，通常包含两方面的意义：一是源的匹配，二是负载的匹配。

通常射频和微波系统中都希望采用匹配源，可使波源不再产生二次反射从而减少测量误差；同时，匹配负载可以从匹配源中取出最大功率。