微波技术基础实验讲义全解

微波技术基础实验报告所在学院：专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：2016年5月13日实验一微波测量系统的了解与使用实验性质：验证性实验级别：必做开课单位：学时：2学时一、实验目的：1．了解微波测量线系统的组成，认识各种微波器件。

2．学会测量设备的使用。

二、实验器材：1．3厘米固态信号源2．隔离器3．可变衰减器4．测量线5．选频放大器6．各种微波器件三、实验内容：1．了解微波测试系统2．学习使用测量线四、基本原理：图1。

1 微波测试系统组成1．信号源信号源是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备，微波信号源是对各种相应测量设备或其它电子设备提供微波信号。

常用微波信号源可分为：简易信号发生器、功率信号发生器、标准信号发生器和扫频信号发生器。

本实验采用DH1121A型3cm固态信号源。

2．选频放大器当信号源加有1000Hz左右的方波调幅时，用得最多的检波放大指示方案是“选频放大器”法。

它是将检波输出的方波经选频放大器选出1000Hz基波进行高倍数放大，然后再整为直流，用直流电表指示。

它具有极高的灵敏度和极低的噪声电平。

表头一般具有等刻度及分贝刻度。

要求有良好的接地和屏蔽。

选频放大器也叫测量放大器。

3．测量线3厘米波导测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。

开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场的变化信息。

4．可变衰减器为了固定传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波产生一定的衰减，衰减量固定不变的称为固定衰减器，可在一定范围内调节的称为可变衰减器。

衰减器有吸收衰减器、截止衰减器和极化衰减器三种型式。

实验中采用的吸收式衰减器，是利用置入其中的吸收片所引起的通过波的损耗而得到衰减的。

一般可调吸收式衰减器的衰减量可在0到30-50分贝之间连续调节，其相应的衰减量可在调节机构的度盘上读出（直读式），或者从所附的校正曲线上查得。

电磁场与微波技术实验（2006年第二版）游佰强、李伟文、周建华、徐伟明、蔡国雄厦门大学信息科学与技术学院电子工程系2006年9月目录第一部分：硬件实验预备知识 ....................................................................................... 错误！未定义书签。

0.1微波分光仪测试系统概述 ........................................................ 错误！未定义书签。

0.2微波分光仪工作原理 ................................................................ 错误！未定义书签。

0.3微波分光仪系统主要部件及其功能简介 ................................ 错误！未定义书签。

0.4分光仪机械结构的安装与调整 ................................................ 错误！未定义书签。

0.5测试软件安装 ............................................................................ 错误！未定义书签。

0.6实验内容及仪器使用方法 ........................................................ 错误！未定义书签。

0.6.1 微波信号源............................................................................... 错误！未定义书签。

0.6.2 3cm的微波测量线 ..................................................................... 错误！未定义书签。

实验七微波的传输特性和基本测量微波通常是指波长为 1mm 至 1m ，即频率范围为 300GH Z至 300MHz 的电磁波。

其下端与无线电通讯的短波段相连接，上端与远红外光相邻近。

根据波长差异还可以将微波分为米波，分米波,厘米波和毫米波。

不同范围的电磁波既有其相同的特性，又有各自不同的特点。

下面对微波的特点作简要介绍。

1．微波波长很短，比建筑物、飞机、船舶等地球上一般物体的几何尺寸小得多，微波的衍射效应可以忽略，故，微波与几何光学中光的传输很接近，具有直线传播性质，利用该特点可制成方向性极强的天线、雷达等。

2．微波频率很高，其电磁振荡周期为 10-9—10-12秒，与电子管中电子在电极间渡越所经历的时间可以相比拟。

因此，普通的电子管已不能用作微波振荡器、放大器和检波器，必须采用微波电子管（速调管、磁控管、行波管等）来代替。

其次，微波传输线、微波元器件和微波测量设备的线度与微波波长有相近的数量级，因此，分立的电阻器、电容器、电感器等全不同的微波元器件。

3．微波段在研究方法上不象低频无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场。

以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。

4．许多原子、分子能级间跃迁辐射或吸收的电磁波的波长处在微波波段，利用这一特点研究原子、原子核和分子的结构，发展了微波波谱学、量子无线电物理等尖端学科，以及研究低嘈声的量子放大器和极为准确的原子、分子频率标准。

5．某些波段的微波能畅通无阻地穿过地球上空的电离层，因此微波为宇宙通讯、导航、定位以及射电天文学的研究和发展提供了广阔的前景。

由此可见，在微波波段，不论处理问题时所用的概念、方法，还是微波系统的原理结构，都与普通无线电不同。

微波实验是近代物理实验的重要实验之一。

微波技术的应用十分广泛，深入到国防军事（雷达、导弹、导航），国民经济（移动通讯、卫星通信、微波遥感、工业干燥、酒老化），科学研究（射电天文学、微波波谱学、量子电子学、微波气象学），医疗卫生（肿瘤微波热疗、微波手术刀），以及家庭生活（微波炉）等各个领域。

微波实验项目实验八.系统调整：认知测试系统各器件仪器功能及使用方法频率检查：掌握吸收式频率计使用方法λg （波导波长)测试：验证λg与λ理论公式实验九.阻抗测量：了解测量阻抗的方法实验十.衰减测量：掌握功率比较法及高频替代法技术定向耦合器性能测试：运用掌握的知识，进行微波器件性能的测量实验十一.角锥天线测量：了解角锥天线的特征及测试，掌握天线场基本知识功率测量应用：运用已学知识，扩展测量应用YS937/939微波实验指导微波测试系统基本连接图YS937系列YS939系列信号源改成YS1125信号发生器（8.6～9.6GHz）,连接系统相同。

信号源隔离器频率计可变衰减器选频放大器测量线匹配负载短路板功率计可变短路器测量面信号源YS1124YS1125实验八系统调整，频率检查，波导波长测量内容1.系统调整，频率检查一、实验目的1.了解测试系统的组成及正确使用方法2.了解微波信号源的工作方式和信号检测3.用吸收式频率计测量工作频率f二、原理简述1.探针电路调谐：当波导中存在不均匀性或负载不匹配时，波导中将出现驻波。

测量驻波特性的仪器为驻波测量线（简称测量线）。

探针调节的方法是将探针穿透深度放在适当位置（通常在1.5～2mm，出厂时已调整并加锁定套）。

然后调节探头的调谐活塞（侧立小园盘）使选放指示最大，调谐的过程就是减小探针反射对驻波图形的影响和提高测量系统灵敏度的过程，这是减小驻波测量误差的关键，必须认真调整。

另外当改变信号发生器频率或探针插入深度时，由于探针电纳Yp相应改变，必须重新进行探针调谐。

2.信号源方波调制及选频放大器功能利用：为了便于观察及分析信号量化，在微波信号源中调制1kHz方波，经检波后输入到选频放大器中（选放相当于1kHz频率，16Hz带宽，0～60dB增益的放大器）。

其表头上有0～1000刻度，电流量（α值）及0～10dB的分贝值及驻波比1～4及4～10二档的刻度值，可不需要计算而直接读出，大大省略了测量步骤。

微波技术基础实验指导书电子信息工程学院微波技术基础实验课程组编2013.02实验一 微波测量系统的认识与调试一、实验目的与要求应用所学微波技术的有关理论知识，理解微波测量系统的工作原理，掌握调整和使用微波信号源的方法，学会使用微波测量系统测量微波信号电场的振幅。

了解有关微波仪器仪表，微波元器件的结构、原理和使用方法。

二、实验内容1．掌握下列仪器仪表的工作原理和使用方法三厘米标准信号发生器（YM1123）、三厘米波导测量线（TC26）、选频放大器（YM3892）。

2．了解下列微波元器件的原理、结构和使用方法波导同轴转换器（BD20-9）、E-H 面阻抗双路调配器（BD20-8）、测量线（TC26）和可变短路器（BD20-6）等。

三、实验原理本实验的微波测试系统的组成框图如图一所示图 1它主要由微波信号源、波导同轴转换器、E-H 面阻抗双路调配器、测量线和选频放大器主要部分组成。

下面分别叙述各部分的功能和工作原理，其它一些微波元器件我们将在以后的实验中一一介绍。

1．微波信号源（YM1123）1.1基本功能1.1.1提供频率在7.5～12.5GHz 范围连续可调的微波信号。

1.1.2该信号源可提供“等幅”的微波信号，也可工作在“脉冲”调制状态。

本系统实验中指示器为选频放大器时，信号源工作在1KHz “”方波调制输出方式。

信号源波导同轴转换器 单螺钉调配器 功率探头数字功率计 微波频率计 E-H 面调配器魔T定向耦合器 H 面弯波导 晶体检波器 测量线 选频放大器 可变衰减器1.2工作原理1.2.1本信号源采用体效应振荡器作为微波振荡源。

体效应振荡器采用砷化镓体效应二极管作为微波振荡管。

振荡系统是一个同轴型的单回路谐振腔。

微波振荡频率的范围变化是通过调谐S型非接触抗流式活塞的位置来实现的，是由电容耦合引出的功率输出。

1.2.2本信号源采用截止式衰减器调节信号源输出功率的强弱。

截止式衰减器用截止波导组成，其电场源沿轴线方向的幅度是按指数规律衰减。