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微波通信概述微波无线通信是以空间电磁波为载体传送信息的一种通信方式，构建微波无线通信时不需要用线缆连接发信端和收信端。
因而在航空航天通信、海运和个人移动通信以及军事通信等方面，微波无线通信是其它通信方式所不可替代的。
微波通信是一种先进的通信方式，它利用微波（载频）来携带信息，通过电波空间同时传送若干相互无关的信息，并且还能再生中继。
由于微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点，因此被广泛地应用于各种通信业务中。
如微波多路通信，微波接力通信，散射通信，移动通信和卫星通信等。
同时，用微波各波段的不同特点可实现特殊用途的通信，具体如下：A. S-Ku波段的微波适于进行以地面为基地的通信；B. 毫米波适用于空间与空间之间的通信；C. 毫米波段的60GHz频段的电波大气衰减大，适用于近距离的保密通信；D.90GHz频段的电波在大气中衰减很小，是一个无线电窗口频段，适用于地—空和远距离通信。
E.对于很长距离的通信L波段更适合。
微波通信的主要特点根据所传输基带信号的不同，微波通信又分为两种制式。
用于传输频分多路——调频（FDM-FM）基带信号的系统称作模拟微波通信系统。
用于传输数字基带信号的系统称作数字微波通信系统。
后者又进一步的分为PDH微波和SDH微波通信两种通信体制。
SDH微波通信系统是未来微波通信系统发展的主要方向，利用调制和复用技术，一条微波线路可以传送大量的信息。
这是微波通信的一个主要优点，例如，一个标准的4GHz微波载波，带宽约为10%~20%，可以传送几万条电话信道或几十万条电视信道。
微波通信系统的组成微波通信传输线路的组成形式可以是一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支.但不论哪种组合形式,主要是有由微波终端站、中继站和分路站等组成的。
如图所示：终端站中继站再生中继站终端站微波微带电路系统实验设计平台一、适用范围本设计平台主要面向各大中专院校微波通信工程、电子工程、通信工程等专业开设的《微波技术》、《微波电路》、《天线原理》、等课程的实验教学及课程设计、毕业设计而研制的最新产品。
实验题目：电磁场与微波实验仿真部分班级：姓名：学号：日期：目录实验一微带分支线匹配器 (1)一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)1.支节匹配器 (1)2. 微带线 (1)三、实验内容 (2)四、实验步骤 (2)五、仿真过程 (2)1、单支节匹配 (2)2、双支节匹配 (5)3.思考题 (9)五、结论与思考 (10)实验二微带多节阻抗变换器 (12)一、实验目的 (12)二、实验原理 (12)三、实验内容 (13)四、实验步骤 (13)五、实验过程 (14)1、纯电阻负载 (14)五、结论与思考 (24)实验三微带功分器 (26)一、实验目的 (26)二、实验原理 (26)1、散射矩阵 (26)2、功分器 (27)三、实验内容 (28)四、实验步骤 (28)五、实验过程 (28)1、计算功分器参数 (28)2、确定微带线尺寸 (29)3、绘制原理图 (29)4、仿真输出 (30)五、结论与思考 (34)附录：心得体会 (35)实验一 微带分支线匹配器一、实验目的1. 熟悉支节匹配器的匹配原理；2. 了解微带线的基本概念和元件模型；3. 掌握Smith 图解法设计微带线匹配网络。
二、实验原理1.支节匹配器随着工作频率的提高及响应波长的减小，分立元件的寄生参数效应就变得更加明显，当波长变得明显小于典型的电路元件长度时，分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。
因此，在频率高达一定数值以上时，在负载和传输线之间并联或串联分支短截线，代替分立的电抗元件，实现阻抗匹配网络。
常用的匹配电路有：支节匹配器，四分之一波长阻抗变换器，指数线匹配器等。
支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。
这类匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的，此电纳（或）电抗元件常用一终端短路或开路段构成。
图1.1 支节匹配器原理单支节匹配的基本思想是选择支节到阻抗的距离d ，使其在距负载d 处向主线看去的导纳Y 是0Y jB +形式。
实验5 微波光学综合实验数据处理1、反射实验数据处理：
实验结论：把误差考虑在内，可以认为:反射角等于入射角。
3.微波干涉数据处理：
a=35mm; b=58mm
由公式求得的理论值：第一级加强点ϕ=21.0°第一级减弱点不在所测得范围内。
由实验数据求得的值：第一级加强点ϕ值在20°~22°之间，与理论值近似相等
4、微波的偏振数据处理：
实验结论：把误差考虑在内，可以认为得到的实验数据基本和理论值相等。
5、微波的迈克尔逊干涉
实验数据：读数为极小值时的刻度（mm ）：4.170；19.762；35.170；53.736；69.337
读数为极大值时的刻度（mm ）：11.596；27.929；42.821；
61.353
数据处理：由读数极小值测得的波长：λ=（69.337-4.170）
⨯2/4=32.58nm
由读数极大值测得的波长：λ=(61.353-11.596)
⨯2/3=33.17nm
求均值：λ=32.88nm 理论值; λ=33.3nm
相对误差：=
σ%100⨯-理
实
理λλλ=1.26%
6、微波的布拉格衍射数据处理：
根据实验数据测得的衍射角曲线：如图
下图为理论测得的衍射角曲线：如图
实验结果：
经对比可知:实验所测得的衍射角曲线和理论测得的衍射角曲线可以近似看作相等（把误差考虑在内），实验测得100面第一级加强点的衍射角为θ=68.1°
第二级加强点的衍射角为θ=37.8°
测得110面第一级加强点的衍射角为θ=56.4°。
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。
微波实验报告微波实验报告引言：微波是一种电磁波，波长在1mm到1m之间，频率范围为300MHz到300GHz。
微波在通信、雷达、医学、食品加热等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和观察，了解微波的特性和应用。
实验一：微波传播特性实验目的：观察微波在不同介质中的传播特性。
实验器材：微波发生器、微波接收器、不同介质样品（如玻璃、木头、金属等）。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将不同介质样品放置在微波传播路径上，观察微波的传播情况。
实验结果：观察到微波在不同介质中的传播情况不同。
在玻璃中，微波能够较好地传播，而在金属中，微波会被完全反射或吸收。
实验二：微波反射和折射实验目的：观察微波在不同介质间的反射和折射现象。
实验器材：微波发生器、微波接收器、反射板、折射板。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将反射板放置在微波传播路径上，观察微波的反射情况。
3. 将折射板放置在微波传播路径上，观察微波的折射情况。
实验结果：观察到微波在反射板上会发生反射，反射角等于入射角。
在折射板上，微波会发生折射，根据折射定律，入射角和折射角之间存在一定的关系。
实验三：微波干涉实验目的：观察微波的干涉现象。
实验器材：微波发生器、微波接收器、干涉板。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将干涉板放置在微波传播路径上，观察微波的干涉情况。
实验结果：观察到微波在干涉板上会出现明暗相间的干涉条纹。
根据干涉现象的特点，可以推测微波是一种具有波动性质的电磁波。
实验四：微波加热实验目的：观察微波对物体的加热效果。
实验器材：微波发生器、微波接收器、食物样品。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将食物样品放置在微波传播路径上，观察微波对食物的加热效果。
实验结果：观察到微波对食物样品有较好的加热效果，食物在微波的作用下能够迅速加热。
一、实验目的1. 理解射频微波的基本原理和关键技术。
2. 掌握射频微波元件的特性参数测量方法。
3. 熟悉射频微波系统的搭建和调试技术。
4. 提高对射频微波电路设计和分析能力。
二、实验原理射频微波技术是现代通信、雷达、遥感等领域的重要技术。
本实验主要涉及以下原理：1. 射频微波传输线：了解射频微波传输线的种类、特性及其在射频微波系统中的应用。
2. 射频微波元件：掌握射频微波元件（如衰减器、隔离器、滤波器等）的工作原理和特性参数。
3. 射频微波系统：了解射频微波系统的组成、工作原理和调试方法。
三、实验内容1. 射频微波传输线测量：使用矢量网络分析仪测量微带传输线的特性参数（S参数）。
2. 射频微波元件测量：测量衰减器、隔离器和滤波器的特性参数（如插入损耗、隔离度、带宽等）。
3. 射频微波系统搭建：搭建一个简单的射频微波系统，并进行调试。
四、实验步骤1. 实验一：射频微波传输线测量（1）准备实验设备：矢量网络分析仪、微带传输线、测试夹具等。
（2）设置测试参数：起始频率、终止频率、步进频率等。
（3）连接设备：将矢量网络分析仪、微带传输线和测试夹具连接好。
（4）进行测试：启动矢量网络分析仪，进行S参数测量。
（5）分析结果：根据测量结果，分析微带传输线的特性参数。
2. 实验二：射频微波元件测量（1）准备实验设备：矢量网络分析仪、衰减器、隔离器、滤波器等。
（2）设置测试参数：起始频率、终止频率、步进频率等。
（3）连接设备：将矢量网络分析仪、射频微波元件连接好。
（4）进行测试：启动矢量网络分析仪，进行特性参数测量。
（5）分析结果：根据测量结果，分析射频微波元件的特性。
3. 实验三：射频微波系统搭建（1）设计系统方案：根据实验要求，设计射频微波系统方案。
（2）搭建系统：按照设计方案，搭建射频微波系统。
（3）调试系统：对系统进行调试，确保系统正常工作。
（4）测试系统：对系统进行测试，验证系统性能。
五、实验结果与分析1. 射频微波传输线测量结果：测量得到微带传输线的S参数，分析其特性参数。
微波实验报告微波实验姓名：班级：学号：指导⽼师：张慧云实验⽇期：2012.5.9【摘要】：本实验通过研究波导测量系统，根据微波测量的⼀系列原理以及耿⽒⼆极管原理，设计了⼏个实验对波导波长、参数α、驻波⽐进⾏了测量，对耿⽒⼆极管⼯作特性进⾏了测量。
实验过程中，通过控制变量发、数据采集并作图、现象观察等⼿段，使我们对微波测量系统有了更深⼊的了解。
通过匹配调节和微波辐射观察，我们也对微波有了更形象的认识。
【关键词】：波导波长、驻波⽐、微波、耿⽒⼆极管⼀、前⾔1、实验背景微波技术是近代发展起来的⼀门尖端科学技术，它不仅在通讯、原⼦能技术、空间技术、量⼦电⼦学以及农业⽣产等⽅⾯有着⼴泛的应⽤，在科学研究中也是⼀种重要的观测⼿段，微波的研究⽅法和测试设备都与⽆线电波的不同。
由于微波的波长很短，传输线上的电压、电流既是时间的函数，⼜是位置的函数，使得电磁场的能量分布于整个微波电路⽽形成“分布参数”，导致微波的传输与普通⽆线电波完全不同。
此外微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量，这也是和低频电路不同的。
2、实验原理1）微波基本测量系统使⽤及驻波⽐测量测量驻波⽐是微波测量的重要⼯作之⼀，测量多⽤的基本仪器为驻波测量线，如图.1图.1驻波测量线图.2探针等效电路图①驻波测量线的调谐当探针插⼊波导时，在波导中将引起不均匀性，故在测量前须对驻波测量线调谐。
探针等效电路如图.2。
当终端接任意阻抗时，由于Gu 的分流作⽤，驻波腹点的电场强度要⽐真实值⼩，⽽Bu 的存在将使驻波腹点和节点的位置发⽣偏移。
当测量线终端短路时，如果探针放在驻波的波节点B 上，由于此点处的输⼊导纳Y in→∞，故Yu 的影响很⼩，驻波节点的位置不会发⽣偏移。
如果探针放在驻波的波腹点，由于此点上的输⼊导纳Yin→0 ，故Yu 对驻波腹点的影响就特别明显，探针呈容性电纳时将使驻波腹点向负载⽅向偏移。
欲使探针导纳影响变⼩，尽量减⼩探针深度。
⽽Bu 影响的消除是靠调节探针座的调谐电路来得到。
微波实验实验报告姓名：杜文涛班级：05116班学号：050489班内序号：08指导老师：徐林娟实验四微带功分器一、实验目的：1）掌握微波网络的S参数；2）熟悉微带功分器的工作原理及其特点；3）掌握微带功分器的设计与仿真。
二、实验原理：功分器是一种功率分配元件，它是将输入功率分成相等或不相等的几路功率，当然也可以将几路功率合成，而成为功率合成元件。
在电路中常用到微带功分器。
下图是二路功分器的原理图。
图中输入线的阻抗为Z0，两路分支线的特性阻抗分别为Z02 和Z03，线长为λg/4，λg/4 为中心频率时的带内波长。
图中R2 和R3 为负载阻抗，R为隔离电阻。
对功分器的要求是：两输入口2 和3 的功率按一定比例分配，并且两口之间互相隔离，当2，3 口接匹配负载时，1 口无反射。
下面根据上述要求，确定Z02, Z03,R2,R3 及R 的计算式。
设2 口，3 口的输出功率分别为P2，P3，对应的电压为V2，V3。
根据对功分器的要求,则有P3=k2P2|V3|2/R3=k2|V2|2/R2式中k 为比例系数。
为了使在正常工作时，隔离电阻R 上不流过电流，则应V3=V2于是得R2=k2R3若取R2=kZ0则R3=Z0/k因为分支线为λg/4，故在1 入口处的输入阻抗为：Z in2=Z022/R2Z in3=Z032/R3为使1 口无反射,则两分支线在1 处的总输入阻抗应等于引出线的Z0,即Y0=1/Z0= R2 /Z022 +R3 /Z032若电路无损耗,则|V1|2/ Z in3 =k2|V1|2 /Z in2式中V1 为1 口处的电压所以Z02 = k2 Z03Z03 =Z0[(1+ k2)/k3]0.5Z02=Z0[(1+ k2)k]0.5下面确定隔离电阻R 的计算式。
跨接在端口2，3 间的电阻R，是为了得到2，3 口之间互相隔离的作用。
当信号1 口输入，2,3 口接负载电阻R2 ,R3 时，2,3 两口等电位，故电阻R 没有电流流过，相当于R 不起作用；而当2 口或3口的外接负载不等于R2 或R3 时，负载有反射，这时为使2,3 端口彼此隔离，R 必有确定的值，经计算R= Z0(1+ k2)/k 图中两路带线之间的距离不宜过大,一般取2~3 带条宽度,这样可使跨接在两带线之间电阻的寄生效应尽量小.为了匹配需要在引出线Z0与2，3端口之间各加一段λg/4阻抗变换段。
实验五微波的传输特性和基本测量0 前言在微波测量技术中,微波测量的主要内容是频率、驻波比、功率等基本参数。
在微波工程设计中，多数情况下由于边界条件的复杂性，理论分析往往只能获得近似解，最终要通过微波测量来解决，因此，掌握微波测量技术对今后实际科研工作是非常有用的。
1 实验目的(1)初步了解微波测量系统，了解微波器件的使用和特性。
(2)了解微波测量技术，微波的传输特性。
(3)熟悉测量微波的基本参数：频率、驻波比。
(4)了解微波波导波长以及自由空间波长之间的关系。
2 原理2.1 频率的测定由于波长与频率满足关系λ=c/f,因此波长的测量和频率的测量是等效的。
在分米波和厘米波波段，频率的测量常采用谐振腔式波长计，而谐振腔波长计又可分两种：即是传输型谐振腔波长计和吸收型谐振腔波长计。
传输型谐振腔有两个耦合元件，一个将能量从微波系统输入谐振腔，另一个将能量从谐振腔输出到指示器。
当谐振腔调谐于待测频率时，能量传输最大，指示器的读数也最大。
吸收式波长计的谐振腔只有一个输入端与能量传输线路衔接，调谐是从能量传输线路接收端指示器读数的降低看出。
本实验所用的是吸收式波长计：如图（5—1）所示。
此波长计由传输波导与圆柱形谐振腔构成。
连接处利用长方形孔作磁耦合，螺旋测微计（读数结构）在旋转时与腔内活塞同步。
利用波长表可以测量微波信号源的频率。
当构成波长计的空腔与传输的电磁波失谐时，它既不吸收微波功率，也基本不影响电磁波的传输。
这种当谐振腔内活塞移动到一定位置，腔的体积正好使腔谐振于待测信号的频率，就有一部分电磁波耦合到腔内并损耗在腔壁上，从而使通过波导的信号减弱，即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是一跌落点，此时读出波长表测微头的读数，再从波长表频率对照表上查出对应的频率。
如图（5—2）为不同谐振腔波长计的谐振曲线。
图5—１ 吸收式波长计图5—2 谐振腔波长计谐振曲线(a)为传输型谐振腔波长计谐振曲线 (b)为吸收型谐振腔波长计谐振曲线2.2 波导波长以及驻波比的测量：关于驻波比，定义为波导中驻波极大值点与驻波极小值点的电场之比。
实验一测量线的调整与晶体检波器校准【一】实验目的（1）学会微波测量线的调整；（2）学会校准晶体检波器特性的方法；（3）学会测量微波波导波长和信号源频率。
【二】实验原理进行微波测量，首先必须正确连接与调整微波测量系统。
图1-1 示出了实验室常用的微波测试系统。
系统调整主要指信号源和测量线的调整，以及晶体检波器的校准。
信号源的调整包括振荡频率、功率电平及调制方式等。
本实验主要讨论微波测量线的调整和晶体检波器的校准。
1．测量线的调整测量线是微波系统的一种常用测量仪器，它在微波测量中用途很广，可测驻波、阻抗、相位、波长等。
测量线通常由一段开槽传输线、探头（耦合探针、探针的调谐腔体和输出指示）、传动装置三部分组成。
由于耦合探针伸入传输线而引入不均匀性，其作用相当于在线上并联一个导纳，从而影响系统的工作状态。
为了减少其影响，测试前必须仔细调整测量线。
实验中测量线的调整一般包括的探针深度调整和耦合输出匹配（即调谐探头）。
2．晶体检波器的校准曲线在微波测量系统中，送至指示器的微波能量通常是经过晶体二极管检波后的直流或低频电流，指示器的读数是检波电流的有效值。
在测量线中，晶体检波电流与高频电压之间关系是非线性的，因此要准确测出驻波（行波）系数必须知道晶体检波器的检波特性曲线。
晶体二极管的电流I与检波电压U的一般关系为I=CU n (2-1)式中，C 为常数，n为检波律，U为检波电压。
检波电压U与探针的耦合电场成正比。
晶体管的检波律n随检波电压U 改变。
在弱信号工作（检波电流不大于10 μA）情况下，近似为平方律检波，即n=2；在大信号范围，n近似等于1，即直线律。
测量晶体检波器校准曲线最简便的方法是将测量线输出端短路，此时测量线上载纯驻波，其相对电压按正弦律分布，即：式中，d为离波节点的距离，U max为波腹点电压，λg为传输线上波长。
因此，传输线上晶体检波电流的表达式为根据式（2-3）就可以用实验的方法得到图2-1 所示的晶体检波器的校准曲线。
实验一 测量线的调整与晶体检波器校准【一】实验目的（1） 学会微波测量线的调整；（2） 学会校准晶体检波器特性的方法； （3） 学会测量微波波导波长和信号源频率。
【二】实验原理进行微波测量，首先必须正确连接与调整微波测量系统。
图1-1 示出了实验室常用的微波测试系统。
系统调整主要指信号源和测量线的调整，以及晶体检波器的校准。
信号源的调整包括振荡频率、功率电平及调制方式等。
本实验主要讨论微波测量线的调整和晶体检波器的校准。
1． 测量线的调整测量线是微波系统的一种常用测量仪器，它在微波测量中用途很广，可测驻波、阻抗、相位、波长等。
测量线通常由一段开槽传输线、探头（耦合探针、探针的调谐腔体和输出指示）、传动装置三部分组成。
由于耦合探针伸入传输线而引入不均匀性，其作用相当于在线上并联一个导纳，从而影响系统的工作状态。
为了减少其影响，测试前必须仔细调整测量线。
实验中测量线的调整一般包括的探针深度调整和耦合输出匹配（即调谐探头）。
2． 晶体检波器的校准曲线 在微波测量系统中，送至指示器的微波能量通常是经过晶体二极管检波后的直流或低频电流，指示器的读数是检波电流的有效值。
在测量线中，晶体检波电流与高频电压之间关系是非线性的，因此要准确测出驻波（行波）系数必须知道晶体检波器的检波特性曲线。
晶体二极管的电流I 与检波电压U 的一般关系为I =CU n (2-1)式中，C 为常数，n 为检波律，U 为检波电压。
检波电压U 与探针的耦合电场成正比。
晶体管的检波律 n 随检波电压U 改变。
在弱信号工作（检波电流不大于10 μA ）情况下，近似为平方律检波，即n =2；在大信号围，n 近似等于1，即直线律。
测量晶体检波器校准曲线最简便的方法是将测量线输出端短路，此时测量线上载纯驻波，其相对电压按正弦律分布，即：max2sin (2-2)g Ud U πλ⎛⎫=⎪ ⎪⎝⎭式中 ，d 为离波节点的距离，U max 为波腹点电压，λg 为传输线上波长。
因此，传输线上晶体检波电流的表达式为2sin (2-3)ng d I C πλ⎡⎤⎛⎫=⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦根据式（2-3）就可以用实验的方法得到图2-1 所示的晶体检波器的校准曲线。
图 2-1 校准曲线3． 波导波长的测量测量线的基本测量原理是基于无耗均匀传输线理论，当负载与测量线匹配时测量线是 行波；当负载为短路或开路时，传输线上为纯驻波，能量全部反射。
因此通过测量线上的驻波比，然后换算出反射系数模值，再利用驻波最小点位置z min 便可得到微波信号特性和网络特性等。
根据这一原理，在测得一组驻波最小点位置z 1，z 2，z 3，z 4 … 后，由于相邻波节点的距离是波导波长的1/2，这样便可通过下式算出波导波长。
4min 03min 02min 01min 01 (2-4)2432g z z z z z z z z λ---⎡⎤=+++-⎢⎥⎣⎦由教材P48 ，工作波长与波导波长有如下关系：λλλ=式中，λc 为截止波长。
一般波导工作在主模状态，其λc =2a 。
本实验中波导型号为BJ-100，其宽边为 a =22.86 mm ，代入上式计算出工作波长。
于是信号源工作频率由下式求得：8310 (2-6)f λ⨯=另外，信号源工作频率亦可用吸收式频率计测量。
【三】实验步骤1． 测量线的调整① 将信号源设置在调制状态，选择工作频率在10 GHz ，将衰减器调整到合适位置。
② 先使探针调整至合适深度，探针深度既不能太深，影响波导场分布，也不能太浅，否则耦合输出太弱。
通常取1.0至1.5 mm 。
然后开槽测量线终端接匹配负载，移动探针至测量线中间部位，调节探头活塞使探针耦合匹配，直到输出指示最大。
③ 反复调整输出衰减器、探针位置、探针耦合匹配、选频放大器灵敏度使测量线工作在最佳状态。
2． 晶体检波器的校准曲线① 终端接短路片，在波节点和波腹点之间（见图2-2）等距离取10点，从波节点开始将探针逐次移动到d 1，d 2，… , d 10 ,并记录电表的相应读数 I 1，I 2，… ，I 10，列入表中。
图 2-2 波腹波节点示意② 以U 为横轴，I 为纵轴，将其对应数据画在坐标纸上，并连成曲线。
此曲线即为晶体检波器的校准曲线。
3． 波导波长测量① 按图1-1所示连接微波测量系统，将系统调整到最佳工作状态，终端接上短路片。
从负载端开始旋转测量线上的探针位置，使选频放大器指示最小，此时即为测量线等效短路面，记录此时的探针位置，记作z min0 ;② 继续旋转探针位置，可得到一组指示最小点位置 z 1，z 2，z 3，z 4 ； ③ 则由式（2-4）计算出波导波长。
④ 用频率计测量信号源工作频率：通过定向耦合器将一部分微波能量分配至频率测量支路，吸收式频率计连在定向耦合器和检波器之间。
当吸收式频率计失谐时，微波能量几乎全部通过频率计，此时选频放大器指示最大。
慢慢调节吸收式频率计，当调至频率计谐振状态时，一部分能量被频率计吸收，使选频放大器指示最小，此时读得吸收式频率计上指示的频率即为信号源工作频率。
可将测量结果与用波导波长换算的结果进行比较。
【四】数据记录及处理通过测量可知在某一波腹点的位置是λ1=124.00mm ，在其下一个波腹点的位置是λ2=146.50m m ，那么其之差是λg /2 = 21.70mm ，所以波导波长为 λg = 43.40mm ，222111cgλλλ+=又有 c λ= 2a ⇒c λ=45.72mm 其工作波长为 ⇒ λ=31.83mm△d = 1.15mmU=sin(2πd/λg)0.16570.18710.4790.61780.73960.84090.9190.97160.99740.9956I（dB）20 60 121 215 310 405 490 560 590 600 由此可以得出其晶体检波器的校准曲线测量次数Z1（mm）Z2（mm）Z3（mm）Z4（mm）1 79.60 102.00 125.12 147.242 79.40 102.36 125.12 146.983 79.52 102.24 125.04 146.48平均79.57 102.20 125.09 146.90 对于上表格，我们令Zmin=79.57mm 其中Z1, Z2, Z3 ,Z4 都取其平均值所以由公式：4min03min02min01min01(2-4)2432gz z z z z zz zλ---⎡⎤=+++-⎢⎥⎣⎦得λg = 43.321mm因为：222111cgλλλ+=又有 c λ= 2a ⇒c λ=45.72mm 其工作波长为 ⇒λ =31.59mm由：λ= fc计算的工作频率： ⇒f =9.497 (GHz)通过计算后可以看出其用吸收式频率计的测量值要略小于计算出的值，这可能是因为由于部分能量被吸收后使得其频率减少所致。
【五】思考题测量线在波导中心线开槽是否有影响？ 答：在矩形波导中的主模为 TE10 模,而由 TE10 的管壁电流分布可知,在波导宽边中线处只有纵向电流.因此沿波导宽边的中线开槽不会因切断管壁电流而影响波导的场分布,也不会引起波导电磁波由开槽口向外辐射能量，因此，是没有影响的。
【六】实验体会附带实验matlab 程序：x= [0.1657 0.1871 0.4790 0.6178 0.7396 0.8409 0.9190 0.9716 0.9974 0.9956];y= [20 60 121 215 310 405 490 560 590 600]; hold on plot(x,y)title('晶体检波器的校准曲线');xlabel(' U=(2*pi*d/λg)');ylabel(' I(dB) ');grid on实验二微波驻波、阻抗特性测量【一】实验目的（1）学会驻波比的测量；（2）学会反射系数的测量；（3）学会输入阻抗的测量。
【二】实验原理在任何的微波传输系统中，为了保证传输效率，减少传输损耗和避免大功率击穿，必须实现阻抗的匹配。
描述系统匹配程度的参数有电压驻波比和复反射系数。
一、驻波比及反射系数的测量由教材第一章微波传输线理论，传输线上的驻波比与波节点、波腹点的关系为max min(3-1)U Uρ=而终端复反射系数的模值|Γl | 与驻波比有如下关系：1(3-2)1l ρρ-Γ=+终端反射系数的相位φl 与节点位置z min n 有以下关系：min (21) (3-3)44g g nl z n λλφπ=++ 根据波导主模特性阻抗 10TE Z 及测得的驻波比ρ和第一波节点位置z min1 可得终端负载 阻抗为（参见教材P28）： 10min1min11j tan (3-4)jtan l TE z Z Z z ρβρβ-=-其中，10,2/TE g Z βπλ== 。
根据以上公式就可以利用测量线测得驻波比、复反射系数，进而算出输入阻抗和负载阻抗。
【三】实验步骤1． 等效参考面的选取与波导波长的测量 （1）将测量线调至最佳工作状态；（2）终端接短路片，从负载开始，旋转测量线上的探针位置，实现频繁大器指示最 小，此时即为测量线等效短路面，记录此时的探针位置，记作 z min0 ； （3）实验二的方法测出波导波长。
2． 驻波比测量终端接上待测负载，探针从z min0 开始向信号源方向旋转，依次得到指示最大值和最小值三次，记录相应的读数，查晶体检波器曲线得相应的U mi n 和U max 。
3． 反射系数的测量终端接上待测负载，探针从z min0 开始向信号源方向旋转，记录波节点的位置z min n 。
【四】测量数据z min0 = 78.90mm z min1 =101.36mm由此可以算出2λg= z min1 — z min0⇒λg= 44.92mm通过以上的结果可以计算出其驻波比是：Um ax= 0.836Um in= 0.167ρ =UUminmax⇒ρ≈ 5由驻波比可知反射系数模值：Γl=11+-ρρ ⇒ Γl ≈ 0.67又由公式：min (21) (3-3)44g g n l z n λλφπ=++ n=1 ⇒ φl= 15.91n=2 ⇒ φl= 15.91n=3 ⇒φl= 15.84取其平均值：φl≈ 15.87所以其反射系数是：)(z lΓ = je 87.1567.0 由： 10,2/TE g Z βπλ==⇒ Z TE 10 = 165.8π =β 44.5π由： 10min1min11j tan (3-4)jtan l TE z Z Z z ρβρβ-=-其终端阻抗是：Z l = （4.6178 - 1.2994j ）×165.8π【五】思考实验步骤1 对后续测量有何意义？。
