微波技术实验指导书(2009)
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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。