微波单元项目实验

微波实验报告之前⽹上下的学长学姐的报告有很多不靠谱,但是调谐都要调到中⼼频率上,否则都不对,还有⽼师验收的时候如果⾃⼰⼼情很不好,只要她发现⼀点错误就会坚定的认为不是⾃⼰做的,所以⼀定要确保没有错误,原理⼀定要弄清楚.愿后来⼈好运~~~实验2 微带分⽀线匹配器⼀．实验⽬的：1．熟悉⽀节匹配的匹配原理2．了解微带线的⼯作原理和实际应⽤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相应波长的减⼩，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GHz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。

本次实验主要是研究了微带分⽀线匹配器中的单⽀节匹配器和双⽀节匹配器，我都采⽤了短路模型，这类匹配器主要是在主传输线上并联上适当的电纳，⽤附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波。

单⽀节调谐时，其中有两个可调参量：距离d和由并联开路或短路短截线提供的电纳。

匹配的基本思想是选择d ，使其在距离负载d处向主线看去的导纳Y是Y0+JB形式。

然后，此短截线的电纳选择为-JB，然后利⽤Smith圆图和Txline，根据该电纳值确定分⽀短截线的长度，这样就达到匹配条件。

双⽀节匹配器，⽐单⽀节匹配器增加了⼀⽀节，改进了单⽀节匹配器需要调节⽀节位置的不⾜，只需调节两个分⽀线长度，就能够达到匹配，但需要注意的是，由于双⽀节匹配器不是对任意负载阻抗都能匹配，所以不能在匹配禁区内。

2.微带线从微波制造的观点看，这种调谐电路是⽅便的，因为不需要集总元件，⽽且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。

电磁场与微波测量实验报告微波实验单元项目实验三定向耦合器的特性测量一、实验目的1.了解频谱分析仪的使用方法。

2.学会使用频谱分析仪对信号源提供的信号进行分析。

3.学会定向耦合器。

二、实验原理定向耦合器：定向耦合器是一种通用的微波/毫米波部件，可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。

主要技术指标有方向性、驻波比、耦合度、插入损耗。

定向耦合器是微波系统中应用广泛的一种微波器件，它的本质是将微波信号按一定的比例进行功率分配。

定向耦合器由传输线构成，同轴线、矩形波导、圆波导、带状线和微带线都可构成定向耦合器，所以从结构来看定向耦合器种类繁多，差异很大。

但从它的耦合机理来看主要分为四种，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配双T。

在20世纪50年代初以前，几乎所有的微波设备都采用金属波导和同轴线电路，那个时候的定向耦合器也多为波导小孔耦合定向耦合器，其理论依据是Bethe 小孔耦合理论，Cohn和Levy等人也做了很多贡献。

随着航空和航天技术的发展，要求微波电路和系统做到小型化、轻量化和性能可靠，于是出现了带状线和微带线。

随后由于微波电路与系统的需要有相继出现了鳍线、槽线、共面波导和共面带状线等微波集成传输线。

这样就出现了各种传输线定向耦合器。

第一个真正意义上的定向耦合器由H. A. Wheeler在1944年设计实现，Wheeler使用了一对长为四分之一中心频率波长的圆柱来实现电场与磁场的能量相互耦合，遗憾的是这种方法只能实现一个倍频程的带宽。

主线中传输的功率通过多种途径耦合到副线,并互相干涉而在副线中只沿一个方向传输。

三、实验步骤1.耦合度测量(1)按照图中所示连接所使用的仪器。

(2)设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（如850MHz.-20dBm）。

(3)将输入输出电缆短接。

用频谱分析仪定向耦合器输入端口1的输入信号电平，测试数据记录到表格中。

实验一基本辐射单元方向图一、实验目的基本辐射单元，指的是基本电振子（电偶极子），基本磁振子（磁偶极子），基本缝隙，惠更斯面元等。

它们是构成实际天线的基本单元。

通过本次实验了解这些基本辐射单元在空间产生的辐射场。

二、实验指导实验界面有三个显示区：立体方向图、E面方向图、H面方向图，分别用来显示基本辐射单元在空间产生的辐射场的立体方向图、E面方向图和H面方向图。

界面下端有六个按钮：基本电振子、基本磁振子、基本缝隙、惠更斯面元、Return、Help。

点击按钮基本电振子，则基本电振子的方向图在显示区内显示出来，由显示图形可见基本电振子所辐射的电磁场强度不仅与r有关，而且与观察方向θ有关。

在振子的轴线方向，场强为零；在垂直于振子轴的方向上，场强最大；在其它方向上，场强正比于sinθ。

点击按钮基本磁振子，则基本磁振子的方向图在显示区内显示出来，由显示图形可见基本磁振子所辐射的电磁场的空间图形与基本电振子一样，这是因为基本电振子的辐射是振子上电流产生的辐射与基本磁振子的辐射是振子表面切向磁场产生的磁场是等效的。

点击按钮基本缝隙，则基本缝隙的方向图在显示区内显示出来，由显示图形可见基本缝隙所辐射的电磁场与基本磁振子完全相同，基本缝隙与基本磁振子是等效的。

点击按钮惠更斯面元，则惠更斯面元的方向图在显示区内显示出来，由显示图形可见惠更斯面元所辐射的电磁场在空间是一个对称于面元法线的心脏形方向图。

点击按钮Return，返回天线实验总界面。

实验二对称阵子方向图分析一、实验目的：通过MATLAB编程，熟悉电基本阵子和对称阵子的辐射特性，了解影响对称阵子辐射的因素及其变化对辐射造成的影响二、实验原理：1．电基本振子的辐射电基本振子（Electric Short Dipole）又称电流元，它是指一段理想的高频电流直导线，其长度l远小于波长λ，其半径a远小于l，同时振子沿线的电流I处处等幅同相。

用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线，因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。

一、实验目的1. 理解微波技术的基本原理，掌握微波的基本特性。

2. 学习微波元件和器件的基本功能及使用方法。

3. 通过实验操作，验证微波技术在实际应用中的效果。

二、实验原理微波技术是利用频率在300MHz至300GHz之间的电磁波进行信息传输、处理和接收的技术。

本实验主要涉及微波的基本特性、微波元件和器件的应用以及微波电路的搭建。

三、实验仪器与设备1. 微波暗室2. 微波信号源3. 微波功率计4. 微波定向耦合器5. 微波移相器6. 微波衰减器7. 微波测量线8. 信号分析仪9. 示波器四、实验内容1. 微波基本特性实验（1）测量微波传播速度：通过测量微波信号在实验装置中的传播时间，计算微波在空气中的传播速度。

（2）测量微波衰减：利用微波信号源和功率计，测量微波在传输过程中不同位置的衰减值。

（3）测量微波反射系数：通过测量微波信号在实验装置中的反射强度，计算微波的反射系数。

2. 微波元件和器件应用实验（1）微波移相器：通过调整移相器的相位，观察微波信号在输出端的变化。

（2）微波衰减器：通过调整衰减器的衰减量，观察微波信号在输出端的变化。

（3）微波定向耦合器：通过观察微波信号在定向耦合器两端的输出，验证其功能。

3. 微波电路搭建实验（1）搭建微波滤波器：利用微波元件和器件，搭建一个微波滤波器，并测试其性能。

（2）搭建微波天线：利用微波元件和器件，搭建一个微波天线，并测试其增益。

五、实验步骤1. 微波基本特性实验（1）连接实验装置，确保连接正确。

（2）开启微波信号源，设置合适的频率和功率。

（3）测量微波传播速度、衰减和反射系数。

2. 微波元件和器件应用实验（1）连接微波移相器、衰减器和定向耦合器。

（2）调整移相器、衰减器和定向耦合器的参数，观察微波信号在输出端的变化。

3. 微波电路搭建实验（1）根据设计要求，搭建微波滤波器和天线。

（2）测试微波滤波器和天线的性能。

六、实验结果与分析1. 微波基本特性实验（1）微波传播速度：根据实验数据，计算微波在空气中的传播速度，并与理论值进行比较。

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。

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。

实验一 基本微波测量系统的使用方法（一）实验目的1. 了解波导（或同轴）测量系统，熟悉基本微波元件的作用。

2. 掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。

3. 掌握用频率计测量频率的方法。

（二）实验原理1.驻波测量线探测微波传输系统中电磁场分布情况，测量反射系数，电压驻波比，阻抗（或导纳），调匹配，测量谐振腔品质因数等，使微波测量的重要工作。

测量所用基本仪器是驻波测量线。

本实验所用测量线是3cm 波导测量线。

图1-1是3厘米波导性测量线CLX-6的结构原理图。

它包括一段波导，在波导宽边的中央，开有一条平行于波导轴线的窄槽，其上装有晶体检波器，调谐腔及金属探针。

探针经窄槽插入波导内并于电场平行，其上感应一个电动势经同轴探针座送到晶体检波器，被检波后从测量放大器电表读出，当探针座沿波导移动时，放大器读数就间接表示了波导内电场大小的分布，找出电场的最大值与最小值及其位置，就能求出驻波大小及相位。

1 2 34到测量放大器 5 6 71.标尺2.探针深度调节螺母3.探针调谐机构4.检波器调谐旋钮5.探针6. 窄槽7.波导当探针插入波导时，在波导中会引入不均匀性，影响系统的工作状态，因而分析时为了方便起见，通常把探针等效成一导纳与传输线并联，如图1-2所示。

其中u G 为探针等效电导，反映探针吸收功率的大小。

u B 为探针等效电纳，表示探针在波导中产生反射的影响，当终端解任意阻抗时由于u G 的分流作用，驻波腹点和电场强度都要比真实值小，而u B 的存在将驻波腹点和节点的位置发生偏移，当测量线终端短路时，驻波节点处的输入导纳in Y →∞趋近于无穷大，驻波最大点A 及最小点in G =0的圆上。

如果探针放在驻波的波节点B 上，由于此点处的输入导纳in Y →∞，故u Y 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，由于此点处的输入导纳in Y →0，故u Y 对驻波腹点的影响就特别明显，探针呈容性电纳将使驻波腹点向负载方向偏移。

微波实验报告实验总结本文主要对近期进行的微波实验进行总结报告。

微波实验是一项由电磁波及其在不同物质中的传播研究的实验，其中电磁波的特性可以通过实验检测出来。

微波实验涉及电磁波的性质、特性、传播特性及其在物质中的变化等方面。

本文将先介绍实验的背景及项目研究的重点方向，然后简要介绍实验的设备以及实验的具体过程，最后概括性地回顾本次实验的取得成果。

1.验背景本次微波实验主要研究电磁波在空气和物质中的传播特性，以及电磁波的特性是如何受到物质影响的。

具体而言，研究的重点在于：1.波的特性，即波长、频率、相对功率密度和放射强度；2.气对微波存在的影响，即微波在空气中的损耗率、传播损耗率和衰减率；3.种物质对微波的传播特性的影响，以及微波传播的特点；4.种物质间的微波传播特性及其影响因素等。

2.验设备本次实验主要使用到的设备有微波发射机、微波接收机、微波调谐器、微波开关、微波反射器、微波滤波器、微波探测器等。

本实验采用低频微波发射机，频率范围在1GHz至18GHz，可根据需要调节其输出功率。

3.验过程本次实验的内容主要分两部分：一是对微波的辐射特性的研究，二是对微波在物质中传播的特性的研究。

首先，使用微波发射机，调节发射机的功率，以实现微波的高功率辐射；接着，使用微波反射器、微波滤波器、微波开关等设备，检测微波在一定条件下的传播特性；其次，采用电磁波探测器，对物质中的电磁波强度进行测量，从而研究不同物质对微波的影响程度；最后，根据实验结果得出结论，总结实验成果并做出建议。

4.验总结本次实验取得了比较理想的成果。

首先，我们在空气中测量了电磁波的特性，获得了波长、频率、相对功率密度和放射强度等参数；接着，通过测量微波在空气中的损耗率、传播损耗率和衰减率，研究了空气对微波存在的影响；然后，通过测量不同物质中的电磁波强度，研究了不同物质对微波传播特性的影响；最后，根据实验结果得出结论，即电磁波的特性受到物质的影响，而物质的密度、介质的频率等参数对微波的传播特性也有影响。

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。

微波技术基础实验实验二微波元件特性参数测量姓名：吴刚班级：电信1301学号： U201313485一． 实验目的1. 掌握利用矢量网络分析仪扫频测量微带谐振器Q 值的方法2. 学会使用矢量网络分析仪测量微波定向耦合器的特性参数3. 掌握使用矢量网络分析仪测试微波功率分配器传输特性的方法二． 实验内容1. 微带谐振器品质因数的扫频测量实验利用网络分析仪AV36580扫频测量微带谐振器的Q 值1） 调用误差校准后的系统状态2） 选择测量参数。

设置网络分析仪的扫描频率范围为1GHz-2GHz ，将功率电平设置为-20dBm 。

3） 连接待测器件进行测量。

按照实验装置连接图2-7将微带谐振器模块与网络分析仪连接好。

测量设置选择为测量介电常数测量模块的参数 的幅度的对数值，记下 幅度的对数值最大的那个点的频率，这个点的频率即为微带谐振器的谐振频率f0。

还要记下在该谐振频率点上的幅度的对数值，这个值即为微带谐振器在谐振频率上的衰减量0α 。

然后将光标从谐振频率f0开始向两边移动，记下衰减量比0α小3dB 点处的频率分别为f1和f2。

图2-74） 进行计算。

将测得的频率0f 、1f 和2f 代入到式（2-1）中，就可以计算出被测的微带谐振器的品质因素Q 的值。

5） Q 值的自动测量。

网络分析仪能自动计算显示带宽、中心频率、质量因子(定义为电路谐振频率与其带宽的比例)，和被测件在中心频率下的损耗。

这些值在光标数据读出区中显示。

①按【搜索】和[最大值]将光标放在微带谐振器谐振曲线中心的旁边；②按[光标搜索]将访问光标搜索菜单；③按【搜索】[带宽搜索][带宽]将计算中心激励值、带宽和测量轨迹上的质量因子Q。

记录下此时的品质因素Q值。

实验结果微带谐振器的谐振频率f0衰减3dB后的f1,f2自动测量的Q 值参数计算：由手动测量的f0,f1,f2可由公式0021L f fQ f f f==-∆算得 Q=1.316/(1.335-1.294)=32.098 而自动测量所得的Q 值为32.151 故误差为：（32.151-32.098）/32.151=0.0016，误差较小，故实验结果较为准确。