现代微波测量技术(一)

一、实验目的1. 理解微波测量技术的基本原理和实验方法；2. 掌握微波测量仪器的操作技能；3. 学会使用微波测量技术对微波元件的参数进行测试；4. 分析实验数据，得出实验结论。

二、实验原理微波测量技术是研究微波频率范围内的电磁场特性及其与微波元件相互作用的技术。

实验中，我们主要使用矢量网络分析仪（VNA）进行微波参数的测量。

矢量网络分析仪是一种高性能的微波测量仪器，能够测量微波元件的散射参数（S参数）、阻抗、导纳等参数。

其基本原理是：通过测量微波信号在两个端口之间的相互作用，得到微波元件的散射参数，进而分析出微波元件的特性。

三、实验仪器与设备1. 矢量网络分析仪（VNA）2. 微波元件（如微带传输线、微波谐振器等）3. 测试平台（如测试夹具、测试架等）4. 连接电缆四、实验步骤1. 连接测试平台，将微波元件放置在测试平台上；2. 连接VNA与测试平台，进行系统校准；3. 设置VNA的测量参数，如频率范围、扫描步进等；4. 启动VNA，进行微波参数测量；5. 记录实验数据；6. 分析实验数据，得出实验结论。

五、实验数据与分析1. 实验数据（1）微波谐振器的Q值测量：通过扫频功率传输法，测量微波谐振器的Q值，得到谐振频率、品质因数等参数；（2）微波定向耦合器的特性参数测量：通过测量输入至主线的功率与副线中正方向传输的功率之比，得到耦合度；通过测量副线中正方向传输的功率与反方向传输的功率之比，得到方向性；（3）微波功率分配器的传输特性测量：通过测量输入至主线的功率与输出至副线的功率之比，得到传输损耗。

2. 实验数据分析（1）根据微波谐振器的Q值测量结果，分析谐振器的频率选择性和能量损耗程度；（2）根据微波定向耦合器的特性参数测量结果，分析耦合器的性能指标，如耦合度、方向性等；（3）根据微波功率分配器的传输特性测量结果，分析功率分配器的传输损耗。

六、实验结论1. 通过实验，掌握了微波测量技术的基本原理和实验方法；2. 熟练掌握了矢量网络分析仪的操作技能；3. 通过实验数据，分析了微波元件的特性，为微波电路设计和优化提供了依据。

现代微波与天线测量技术第一讲：概述彭宏利博士2008.09微波与射频研究中心上海交通大学－电信学院－电子工程系1.意义谈论“现代微波与天线测量技术”的意义，不能不先从“电磁场与微波技术”的意义谈起。

1870年，Maxwell创立的电磁场方程组标志人类对于电场和磁场本质认识的统一。

这一认识后被Richard Feynman称之为19世纪人类科学的最高成就。

在21世纪之初的今天，全世界仍然有无数的电磁科学家和工程师继续在采用计算机，努力地在寻找19世纪Maxwell方程组的解。

针对这种现象，人们不禁会问：“投入大量资源，继续研究电磁场与微波技术对于当今社会意义何在？”下面回答这个问题。

20年前，人们研究“电磁场与微波技术”的动力主要来自于国防军事需要。

近20年来，电磁场与微波技术的研究主要动力迅速从军用转到了高速通信和高速计算等民用需要方面。

1.1.军用领域2战期间，UHF和微波雷达对于拯救England以及盟军的后来胜利，发挥了至关重要的作用。

随后的45年，雷达技术与反雷达技术在空中防御力量的较量，一刻也没有停止过。

雷达技术，始终是围绕着一系列电磁技术而开展工作的。

图1给出了用100MHz雷达波束照射喷气式飞机，在飞机导体上激起表面电流的计算结果。

图1 100MHz雷达波束在飞机导体上激起表面电流的计算结果问题1:这架飞机能承受多强的照射？能隐性吗？如何进行测试验证？1960年后，刺激人们研究电磁技术的因素是原子弹爆炸后会产生强烈的电磁脉冲EMP，该EMP能量巨大，足以烧地面上方圆数百英里之内的所有电子设备。

由此产生了EMP预测和防护技术。

问题2:如何进行EMP测试验证？1980年后，高功率微波HPM尖锐波束技术的出现，吸引人们研究HPM透射机理图1 10GHz雷达HPM波束穿过导弹表面介质层瞬间（计算结果）问题3：如何进行HPM测试验证？1.2.民用领域高速电子器件的EM设计以下是来自于Intel、Motorala、IBM等公司的认识：超高速光集成电路直径5.0um的AlGaAs谐振器与线宽0.3um的AlGaAs光波导耦合间距0.1um微谐振腔激光设计基于Maxwell电磁场方程组的大尺度解，构造人工光子晶体阵列，成果设计出世界上最小的激光源。

物理实验技术中的微波测量与应用方法微波技术在物理实验中具有广泛的应用，涉及到微波的测量与应用方法。

本文将介绍微波测量与应用方法在物理实验技术中的主要内容。

一、微波测量方法1. 反射法反射法是常用的微波测量方法之一。

通过测量微波信号经过被测物体反射后的特性参数，如相位、幅度等，来对物体进行测量。

该方法适用于材料的电磁参数、形状等特性的测量。

反射法的原理简单、操作方便，广泛应用于材料、器件等领域。

2. 透射法透射法是微波测量方法的另一种重要方式。

通过测量微波信号经过被测物体透射后的特性参数，来对物体进行测量。

透射法适用于介质的介电常数、磁导率等参数的测量。

透射法的优点在于能够对样品的整体性能进行全面测量，但操作相对复杂，需要专业的设备。

3. 散射法散射法是微波测量方法中的一种重要方式。

通过测量微波信号在被测物体表面或内部散射后的特性参数，来对物体进行测量。

散射法适用于颗粒物的粒径分布、晶体的磁性等参数的测量。

该方法需要具备良好的散射实验设计和信号处理能力。

二、微波测量与应用方法1. 微波生命探测技术微波生命探测技术是一种非接触、非侵入式的生物测量方法。

通过测量微波信号与生物体的相互作用，可以获取到生物体的性质、状态等信息。

这种技术广泛应用于生命科学研究、医学诊断等领域，如肿瘤检测、生命体征监测等。

2. 微波无损检测技术微波无损检测技术是一种应用于材料检测的方法。

通过测量微波信号与材料的电磁特性相互作用，可以对材料的质量、损伤、含水率等参数进行检测。

这种技术广泛应用于建筑材料、食品安全、工业生产中的质量检测等方面。

3. 微波雷达技术微波雷达技术是一种基于微波信号的探测和测距技术。

通过发射微波信号，并接收其反射信号，可以对目标物体进行探测和测距。

微波雷达技术被广泛应用于航天、交通运输、环境监测等领域，如船舶导航、天气预报、地质探测等。

4. 微波通信技术微波通信技术是一种基于微波信号的通信方式。

通过将信息信号转换为微波信号，并通过空间传输或卫星传输的方式传递信号，实现通信目的。

微波检测主要方法微波检测是通过发送和接收微波信号来实现对目标物体进行侦测和测量的一种技术。

微波检测主要方法有以下几种：1.脉冲雷达：脉冲雷达是微波检测的一种基本方法。

它通过发射短脉冲信号并接收其反射信号来测量目标物体的距离和速度。

利用脉冲回波的延迟时间，可以计算出目标物体与雷达的距离。

2.连续波雷达：连续波雷达是一种基于连续发射和接收微波信号的检测方法。

它通过测量微波信号的频率变化来判断目标物体的运动状态。

连续波雷达通常用于测量目标物体的速度和方向。

3.合成孔径雷达（SAR）：合成孔径雷达是一种利用合成孔径技术进行微波成像的方法。

它通过在航空器或卫星上安装雷达发射器和接收器，并通过对多个雷达图像进行叠加处理来生成高分辨率的地面图像。

合成孔径雷达可以在任何天气条件下对地表进行成像，具有较高的分辨率和遥感能力。

4.相位多普勒雷达：相位多普勒雷达是一种通过测量目标物体散射的微波信号的相位和频率变化来获取目标物体的运动信息的方法。

相位多普勒雷达广泛应用于飞机、船舶和汽车等运动目标的速度、方向和加速度测量。

5.红外线微波结合检测：红外线和微波两者结合使用可以提高目标物体的检测能力。

红外线用于检测目标物体的热能辐射，而微波则用于测量目标物体的位置和速度。

这种方法可以在不同环境条件下实现对目标物体的准确和可靠的检测。

6.反向散射雷达：反向散射雷达是一种利用由目标物体散射的微波信号进行距离测量和目标识别的方法。

它广泛应用于航天、航空、军事等领域，用于目标检测、导航和目标识别。

除了以上方法，还有其他一些微波检测方法，如相控阵雷达、干涉雷达、散射雷达等。

这些方法都在不同的领域和应用中发挥着重要的作用。

总结起来，微波检测主要方法包括脉冲雷达、连续波雷达、合成孔径雷达、相位多普勒雷达、红外线微波结合检测和反向散射雷达等。

每种方法都有其特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的方法进行微波检测。

现代微波与天线测量技术第一讲：概述彭宏利博士2008.09微波与射频研究中心上海交通大学－电信学院－电子工程系1.意义谈论“现代微波与天线测量技术”的意义，不能不先从“电磁场与微波技术”的意义谈起。

1870年，Maxwell创立的电磁场方程组标志人类对于电场和磁场本质认识的统一。

这一认识后被Richard Feynman称之为19世纪人类科学的最高成就。

在21世纪之初的今天，全世界仍然有无数的电磁科学家和工程师继续在采用计算机，努力地在寻找19世纪Maxwell方程组的解。

针对这种现象，人们不禁会问：“投入大量资源，继续研究电磁场与微波技术对于当今社会意义何在？”下面回答这个问题。

20年前，人们研究“电磁场与微波技术”的动力主要来自于国防军事需要。

近20年来，电磁场与微波技术的研究主要动力迅速从军用转到了高速通信和高速计算等民用需要方面。

1.1.军用领域2战期间，UHF和微波雷达对于拯救England以及盟军的后来胜利，发挥了至关重要的作用。

随后的45年，雷达技术与反雷达技术在空中防御力量的较量，一刻也没有停止过。

雷达技术，始终是围绕着一系列电磁技术而开展工作的。

图1给出了用100MHz雷达波束照射喷气式飞机，在飞机导体上激起表面电流的计算结果。

图1 100MHz雷达波束在飞机导体上激起表面电流的计算结果问题1:这架飞机能承受多强的照射？能隐性吗？如何进行测试验证？1960年后，刺激人们研究电磁技术的因素是原子弹爆炸后会产生强烈的电磁脉冲EMP，该EMP能量巨大，足以烧地面上方圆数百英里之内的所有电子设备。

由此产生了EMP预测和防护技术。

问题2:如何进行EMP测试验证？1980年后，高功率微波HPM尖锐波束技术的出现，吸引人们研究HPM透射机理图1 10GHz雷达HPM波束穿过导弹表面介质层瞬间（计算结果）问题3：如何进行HPM测试验证？1.2.民用领域高速电子器件的EM设计以下是来自于Intel、Motorala、IBM等公司的认识：超高速光集成电路直径5.0um的AlGaAs谐振器与线宽0.3um的AlGaAs光波导耦合间距0.1um微谐振腔激光设计基于Maxwell电磁场方程组的大尺度解，构造人工光子晶体阵列，成果设计出世界上最小的激光源。

深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验（一）实验名称：微波的基本测量学院：组号指导教师：报告人：学号：班级：实验地点实验时间：实验报告提交时间：一、实验目的a)要求学全使用基本微波器件,了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传输特性。

b)掌握频率、功率以及驻波比等基本量的测量,培养实验报告规范与处理能力。

c)作图作表与数据处理能力,基本实验的测试能力。

二、实验原理1.微波的传输特性．在微波波段，为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响，一般采用波导作为微波传输线．微波在波导种传输具有横电波(TE波)，．横磁波(TM波)和横电波与横磁波的混合波三种形式．矩形波导是较常用的传输线之一,它能传输各种波型的横电波(TE波)，横磁波(TM波)．微波实验中使用的标准矩形波导管，通常采用的传输波型是TE-1o 波．波寻中存在入射波和反射波，描述波寻管中匹配和反射程度的物理量是驻波比或反射系数．依据终端负载的不同．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，也下是纯驻波，而是呈行驻波状态．2．微波频率的测量．微波的频率是表征微波倌号的一个重要物理量．频率的测量通常采用数字式频率计或吸收式频率计进行测量．下面主要介绍较常用的吸收式频率计计的工作原理．当调节频率计，使其目身空腔的固有频率与微波信号频率相同时，则产生谐振，此时通过连接在微波通路上的微安表或功率计可观察到信号幅度明显减小的现象．注意，应以减幅最大的位置作为判断画频率测量值的依据．3．微波功率的测量．微波功率是表征微波信号强弱的一个物理量．通常采用替代或比较的万法进行测量．也就是将微波功率借助于能量转换器转换成易于测量的低频或直流物理量．来实现微波功率的测量．实验室中通常采用吸收式微瓦功率计(如GX2A)．在功率计探头表面。

第1章微波测量概论现代微波工程测量射频微波电路是构成通信系统、雷达系统和其他微射频微波电路是构成通信系统雷达系统和其他微波应用系统中的发射机和接收机的关键部件。

经过半个多世纪的发展，各种电路的原理日趋成熟，结半个多世纪的发展各种电路的原理日趋成熟结构形式多样。

现代微电子技术和电子材料的不断进步，使得各类现代微电子技术和电子材料的不断进步使得各类接收机和发射机的体积越来越小，功能越来越强。

最典型的是个人无线通信也就是手机可以说最典型的是个人无线通信，也就是手机。

可以说，手机代表了当今世界科学领域的各种成就。

在这个小小的塑料盒内，集中反映了在电源及电源使用效小小的塑料盒内集中反映了在电源及电源使用效率、数字电路、模拟电路、半导体技术、信号处理、材料科学、结构工艺等领域的人类智慧，这些内材料科学结构艺等领域的人类智慧这些内容的核心是射频微波模拟电路。

1.1微波测量的意义各类无线通信设备从研究、设计、制造到调试、维修的各个阶段，都需要测量许多电参数，微波工程测量技术是现代无线通信的关键技术之，在现代测量技术是现代无线通信的关键技术之一，在现代无线通信中占据举足轻重的地位。

本书有机综合了微波测量和天线测量技术。

定程和天线测量技术一定程度上拓展了通信类各专业学生测量知识并提高了实践技能通过本书的学习可使学生掌握微波工程践技能。

通过本书的学习，可使学生掌握微波工程测量的基本原理，掌握常用微波仪器的工作原理和测量方法，提升工程意识，开阔视野和思路，提高测量方法提升工程意识开阔视野和思路提高发现、分析、解决问题和实践动手能力，突出增强利用现代信息技术，并为学生向其他学科领域扩展利用现代信息技术并为学生向其他学科领域扩展打下基础。

现代微波工程测量微波与天线测量技术是电磁场与微波技术学科的重要组成部分，它与微波理论和天线理论相辅相成，并与其他工程技术一样随着科学技术的发展而日并与其他工程技术样，随着科学技术的发展而日趋重要。

现代微波与天线测量技术课程设计1. 课程背景现代微波与天线测量技术是电子信息科学与技术专业的核心课程之一，是培养工程技术人才所必须掌握的基础技能。

该课程主要介绍微波技术的基本概念、原理及其在天线测量中的应用，重点掌握微波测量方法与技术、天线测量技术及仪器等方面的理论和实践知识，并培养学生的工程实践能力及创新能力。

2. 课程设计目的本课程设计旨在对学生进行微波测量及天线测量技术的综合应用，通过实操训练加深对理论知识的理解，掌握不同测量方法的应用，培养创新能力和团队协作精神。

3. 课程设计内容本次课程设计主要围绕以下内容展开：3.1 实验1：微波信号发生器与功率计计算利用微波信号发生器和功率计对信号进行计算，分析信号波形、功率及误差，掌握测量信号的基本方法以及计算误差的技术。

3.2 实验2：天线测试通过天线测试实验，学生将了解天线的工作原理、特性和参数计算。

在实验中通过测量天线的增益、辐射模型、波束宽度等参数，深入理解天线的性能及其使用。

3.3 实验3：波导测量该实验旨在让学生掌握波导常数、波导阻抗以及波导传输线的相关测量技术，并通过实验数据的分析，研究波导传输线的工作原理和效率。

3.4 实验4：微波功率方向计通过测量微波功率方向计器的特性参数，如方向系数和反射系数，进一步了解微波信号的传播原理和能量方向分布规律。

4. 课程设计步骤课程设计分为设计前阶段、设计中阶段和设计后阶段三个步骤：4.1 设计前阶段设计前阶段主要对课程设计内容进行规划，确定课程的教学目标、教学要求和实验项目等。

4.2 设计中阶段设计中阶段主要进行实验的具体操作流程的规划与设计，在此阶段需要确定实验器材、实验过程、实验指导书、实验报告写作等。

4.3 设计后阶段设计后阶段主要是对实验结果进行评估，对实验过程进行总结和分析，包括实验结果的正确性和实验中存在的问题及解决方法等。

5. 课程设计成果本次课程设计将产生如下成果：1.课程设计报告：包括实验的目的、实验方法、实验过程、实验结果及数据分析。

精准测量中的微波测绘技术指南引言在现代科技快速发展的时代，精准测量对于各个领域都至关重要。

在土地测绘、建筑工程、环境监测等等领域中，准确的数据测量是项目成功的基础。

而微波测绘技术作为一种有效的测量手段，在近年来得到了广泛应用。

本文将介绍精准测量中的微波测绘技术，并提供相关指南。

一、微波测绘技术的原理和应用微波测绘技术利用微波信号的传播和反射特性进行测量。

其原理是通过发送微波信号，并接收经目标物体反射后返回的信号，根据信号的时间延迟、幅度等参数来得到目标物体的信息。

这种技术在土地测绘、建筑结构监测、地质勘探等领域中非常有用。

在土地测绘中，微波测绘技术可以用来测量地形、地貌等。

通过发送微波信号，可以测量信号的返回时间来判断地表的高度，从而得到地形图或地貌图。

这对于城市规划、灾害风险评估等方面具有重要意义。

在建筑工程中，微波测绘技术可以用来检测建筑物的结构状况。

通过发送微波信号，并记录信号的返回时间，可以得到建筑物的结构图像。

这对于了解建筑物的损坏情况、监测工程进展等都非常有帮助。

在地质勘探中，微波测绘技术可以用来寻找地下水资源、预测地震活动等。

通过分析微波信号的反射、折射等特性，可以得到地下的物质分布情况，从而为勘探工作提供重要依据。

二、微波测绘技术的关键要素1. 设备选择在进行微波测绘时，选择适合的设备非常重要。

需要考虑到测量范围、精度要求、可靠性等因素。

常用的设备包括雷达、卫星通信设备等。

需根据实际需求和预算来选择。

2. 数据处理采集到的微波测绘数据需要进行处理和分析，以获得准确的测量结果。

数据处理包括信号滤波、信号提取、噪声去除等操作。

此外，还需要进行数据映射、插值等处理，以生成可视化的结果。

3. 误差校正在微波测绘中，误差是难以避免的。

因此，在进行测量前，需要对测量系统进行校准，并对采集到的数据进行误差校正。

常用的校正方法包括外部校正和内部校正等。

4. 安全问题进行微波测绘时需要注意相关的安全问题。

物理实验技术中的微波测量方法与技巧引言：在现代科学研究和工程实践中，微波技术已经成为了一种不可或缺的工具。

它被广泛应用于无线通信、雷达、卫星通讯、医学影像等诸多领域。

而在微波的研究与应用中，精确的测量和准确的实验数据是至关重要的。

本文将探讨物理实验技术中微波测量方法和技巧作为主题，包括实验设备的调试、测量技术和注意事项等方面。

一、实验设备的调试在进行微波实验之前，需要对实验设备进行精确的调试，以保证实验的准确性和可重复性。

首先，我们需确保所有设备连接牢固，信号传输无误。

其次，鉴于微波信号的特殊性，我们需要对实验设备进行阻抗匹配，以减小信号的反射和衰减。

调整设备之间的阻抗适配器和同轴电缆长度等参数能有效地提高实验测量的灵敏度和稳定性。

二、测量技术1. 微波功率的测量微波功率的测量是微波实验中非常重要的一个参数。

通常我们使用功率计来测量微波功率，但要注意功率计的量程要与待测信号的功率相匹配。

此外，需要校准功率计，以确保测量结果的准确性。

可以使用一个已知功率的标准源进行校准，通过与标准源的比对，得到准确的功率值。

2. 微波频率的测量微波频率的测量通常使用频率计。

在进行测量之前，我们需要选择恰当的频率计，根据待测信号的频率选择相应的量程。

需要注意的是，在测量中应该避免其它电磁辐射源的干扰，以免干扰测量结果的准确性。

3. 射频信号的测量在微波实验中，我们需要对射频信号进行测量和分析。

一种常见的方法是使用频谱分析仪。

频谱分析仪能够将射频信号频谱上的参数（如幅度、相位、频率等）进行测量和分析。

在进行测量时，需要选取适当的分辨率和带宽，以保证测量结果的准确性。

三、注意事项1. 环境干扰微波实验对实验环境的要求较高，需要保证有良好地屏蔽环境噪声的措施。

应将实验设备与其他电子设备隔离，避免电磁辐射和电磁波对实验产生干扰。

在进行实验时，还需要注意将实验室的门窗关闭，以减小外界信号的干扰。

2. 精确校准在微波实验中，精确的仪器校准对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。

微波测量基础(1)--回波损耗、VSWR、反射系数回波损耗表示反射数据的最简便的方式是回波损耗。

回波损耗以dB表示，且是一个标量（仅有幅值）。

可将回波损耗视为反射信号低于入射信号的绝对值或dB数。

回波损耗在∞（理想的阻抗匹配时）和0dB（开路或短路即无耗电抗时）之间变化。

例如，在分析仪上采用对数幅度的格式时，被测反射值在屏上可能是-18d B，当表示回波损耗时，将负号略去，这样该元件将称为具有-18d B的回波损耗。

VSWR（电压驻波比）在同一传输线上以相反方向行进的两个波将造成“驻波”，这种情况可借助于电压驻波比（VSWR 或简写为S WR ）来量度。

VSWR定义为在给定频率上最大反射电压与最小反射电压之比。

VSWR是一个标量（仅有幅值），它在1（理想匹配时）和∞（开路或短路即无耗电抗时）之间变化。

反射系数反射测量的另一表示方式是反射系数（G），它既包括幅值，也包括相位。

G的幅度部分称为r。

反射系数是反射信号电压与入射信号电压的比值，r的可能取值范围在0和1之间。

端接有其特性阻抗的传输线将使全部能量都传送至负载，反射的能量为0，因而r=0。

当传输线端接以短路器或开路器时，全部能量被反射，故r=1。

r的值没有单位。

现在讨论相位信息。

在高频，信号的波长小于导体的长度，反射可理解为与入射波方向相反移动的波。

入射波和反射波相合成，产生单一的“驻波”，其电压随沿传输线的位置变化。

当传输线端接以它的特性阻抗（Zo）时，不存在反射信号，全部的入射信号都被传送至负载。

沿传输线只有一个方向的能量流。

当传输线端接以短路终端时，全部能量被反射回源。

反射波在幅度上等于入射波（r = 1）。

跨接于任何短路点的电压为0V，因此，反射波电压将与入射波电压相差180 o的相位，负载处的电压被抵消。

当传输线端接以开路终端时，全部能量被反射回源。

反射波在幅度上等于入射波（r = 1）。

但是，在开路处没有电流流过。

因此，反射波电压将与入射波电压同相。

微波测量方法本文来自: 微网论坛作者: huangfeihong88 日期: 前天22:52阅读: 25人打印收藏微波测量微波测量内容虽然很多，但是驻波测量、功率测量和频率测量是微波中最常测量的三个基本参量，而其他的二级参量（如Q值、衰减、介电常数、铁磁共振线宽△H、阻抗等等）的测量都可以归结到这三种基本参量的测量加以解决。

应该强调指出的是：“调节匹配”是微波测试中必不可少的概念和调整步骤，任何微波系统正式工作之前，都必须把微波线路中各个部分调到匹配状态。

匹配意味着微波系统处于这样一种工作状态：此时微波功率由信号向负载传输而不出现反射波（驻波比ρ＝1）。

为什么通常总要把微波系统调到良好的匹配状态呢？因为在微波传输系统中，存在驻波是不好的。

驻波的存在表示信号源与负载未匹配好，能量不能有效地传到负载去，使损耗增大；在大功率情况下，由于驻波的存在，在电场最大值处可能发生击穿现象；驻波的存在还会影响信号源的频率稳定，从而影响微波测量的精确度。

1．驻波测量驻波测量是微波测量中最基本、最重要的项目之一。

驻波测量可以判断微波传输系统是否处于良好的匹配状态，还可以测量波导波长、衰减、阻抗、谐振腔Q值、介电常数等等。

下面介绍测量驻波的设备和方法。

驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器，其简单原理是：使探针在开槽传输线中移动，将一小部分功率耦合出来，经过晶体二极管检波后再由指示器指示，从而看出在开槽线中电场的分布情况（相对强度）。

使用驻波测量线时要注意下列几个问题：首先，使探针在开槽波导管内有适当的穿伸度。

显然，探针穿伸度过大，会影响开槽线内的场分布情况而产生误差；穿伸度太小，又会降低测量的灵敏度。

探针穿伸度一般取波导窄壁高度b的5—10%。

其次，通过调谐装置使测量线调谐。

调谐的目的是消除探针插入测量线内引起的不匹配，并使探针感应的功率有效地送至检波晶体管。

其次，注意检波晶体管的检波律。

检波晶体管的检波电流I与管端电压V有关，而V与探针所在处的电场E成正比，I，E满足关系式：,其中κ1，n为常数。

现代微波与天线测量技术教学设计引言微波与天线测量技术是电子信息工程领域中的重要分支，它们的发展推动了通信和雷达系统的进步，并在很大程度上改变了人们的生活方式。

因此，多数高校的电子信息工程等专业都设置了微波与天线测量技术课程，以培养学生掌握相关的理论知识和实验技能。

本文旨在介绍一种现代微波与天线测量技术教学设计，希望能为相关研究者提供参考。

课程背景本课程旨在让学生了解微波与天线测量的基本原理、技术，掌握其工作原理和设计方法。

其中，理论部分主要讲解微波通信、雷达系统和天线等相关内容；实验部分则主要介绍微波元器件的测试、天线性能的测量以及比较不同天线设计的性能差异等方面的内容。

教学设计教学目标•了解微波与天线测量的基本原理和技术知识；•掌握微波检测和测试方法的操作技能；•掌握天线设计的基本知识和测试方法；•熟悉微波和天线测量仪器的使用；•培养学生合作实验的能力。

教学内容理论1.微波通信和雷达系统的原理；2.微波元器件的测试方法；3.天线的原理和设计方法；4.常见天线测试指标和测试方法。

实验1.微波元器件的测试；2.天线的性能测试；3.天线性能比较实验。

教学方法本课程采用“理论+实践”的教学模式，通过结合理论和实验进行教学，以提高学生的实验能力和掌握相关知识。

其中，实验部分将采用合作实验的方式，培养学生团队合作的能力。

教学评估为了评估学生的学习效果，本课程将采用多种评估方式，如课堂测验、实验报告和项目评估等，以综合考核学生的理论知识和实验能力。

总结本文介绍了一种现代微波与天线测量技术教学设计方案，以帮助学生更深入地理解微波与天线测量技术的相关知识，并掌握其实验技能。

本方案重视实践能力的培养，采用合作实验的形式，培养学生团队合作的能力，旨在提高学生的实际应用能力，为其今后的职业发展打下良好的基础。

微波测量（32＋14学时）杨德顺雷振亚谢拥军西安电子科技大学电子工程学院微波研究所引论1——课程特点实践性强的一门专业课从事专业研究的基本技能经典方法：概念清楚，与前修课程联系密切，知识综合运用，加深理解。

现代方法：方便，快速，与计算机和微波电路的发展有关。

微波测量是电磁场与微波技术学科、微波工程研究和微波设备生产中的一个重要部分引论2——射频铁三角频率、阻抗和功率三角关系能量传输是微波技术领域的本质引论3教材参考书董树义微波测量，汤世贤微波测量笔记为主成绩闭卷考试70％实验20％作业10％第一讲归一化传输线理论（Ⅰ）本讲旨在引出归一化传输线电路理论，它将作为讲述微波测量的基本理论。

一 TEM 波（长线）电路理论的复习 ◆电压和电流设：①传输线只传输TEM 波，均匀无耗，波的角频率ω②线上电压U 和电流I 为其复振幅 由传输线方程（电报方程）解得()0U=U U U 1U I (1)Z +-++⎧+=+Γ⎪⎨=-Γ⎪⎩εl()()()()L L 0L L 0U=U cos z jI Z sin z U I j sin z I cos z Z ββββ⎧+⎪⎨=+⎪⎩式中+j z L j zL j2z L 0L LU U e U U eU e U 2,Z U I βββπβλλ+-----+⎧=-⎪=-⎪⎪⎪Γ=Γ⎪⎨⎪=-⎪⎪-⎪⎪-⎩入射波电压反射波电压=工作波长特性阻抗，负载电压、电流 ◆ 阻抗()()0L L000L 1Z=Z 1U Z , Z Z jZ tan z I Z=Z Z jZ tan z ββ+Γ⎧⎪-Γ⎪=→-⎨+⎪⎪+⎩负载阻抗传输功率22+L 0LU 11P=P 1P P Re UI 2Z 2P=P +*⎧⎪⎛⎫Γ=-=→⎨ ⎪⎝⎭⎪⎩+（-） 入射波功率◆ 问题◇传输线的工作状态，由L Γ确定L L 0=10<1⎧Γ=-⎪Γ-⎨⎪Γ<-⎩行波驻波行驻波◇ 阻抗Z 的计算，匹配技术 ◇传输功率P 及其考虑二 归一化传输电路理论的引入 ◆问题阻抗计算中引入了归一化阻抗0Z 1Z=Z 1+Γ==⋅⋅⋅-Γ其后式中不含有0Z 便利了计算，并导致了Smith 圆图的产生和应用。