最新天线测量与微波测量实验讲义
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《微波技术与天线》实验指导书(DOC)
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。
微波技术与天线课件15-(2)全篇
（2）插入相移
插入相移定义为b2（2端口的输出）与a1 （1端口 的输如）的相位差，即
即插入相移就是网络传输系数的辐角。
双口无耗的特性参数
（3）插入驻波比
插入驻波比定义为网络输出端接匹配负载时，
网络输入的驻波比。此时，由于
in S11
L因此0
因此，插入主波比为：
双口无耗的特性参数
（4）网络插入衰减LI
若拐角接匹 配负载：
则：=S11
1 5
PL P0 (1 | |2 ) 0.8P0
结论：采用直角拐角网络时，它的反射功率是 原功率的百分之二十，损耗比较大。
三、双端口元件（信号变换元件）
信号变换元件的种类最多，我们将选典型的给以讨论 1．膜片
膜片可分成感性膜片、容性膜片和谐振窗。
jB
容性膜片：
| S11 | e j11 | S12 | e j12 e | S21 | e j21 | S22 | e j22 由此可得 e j11e j12 e e j21e j22
由此可得： 12 21 (11 22 )
双口网络，定义特征相位：
不变，是常数。
双口无耗网络行列式
2、双口无耗网络行列式 无耗网络：网络内部为无耗媒质，并且导体是 理想导体，网络不损耗功率，输入功率等于输 出功率，这种网络称为无耗网络，反之为有耗 网络。
(窗的特性阻抗等于波导主模的特性阻抗，它在概念
上有力地说明：有障碍未必有反射)。
a`
1 2
l
b`
b
谐振窗 Z0 Z'0
a
三、信号变换元件
2. 相移器和衰减器
相移器和衰减器是最基本的两种元件，它们可以起调 节相移和衰减的作用。
插入相移定义为b2（2端口的输出）与a1 （1端口 的输如）的相位差，即
即插入相移就是网络传输系数的辐角。
双口无耗的特性参数
（3）插入驻波比
插入驻波比定义为网络输出端接匹配负载时，
网络输入的驻波比。此时，由于
in S11
L因此0
因此，插入主波比为：
双口无耗的特性参数
（4）网络插入衰减LI
若拐角接匹 配负载：
则：=S11
1 5
PL P0 (1 | |2 ) 0.8P0
结论：采用直角拐角网络时，它的反射功率是 原功率的百分之二十，损耗比较大。
三、双端口元件（信号变换元件）
信号变换元件的种类最多，我们将选典型的给以讨论 1．膜片
膜片可分成感性膜片、容性膜片和谐振窗。
jB
容性膜片：
| S11 | e j11 | S12 | e j12 e | S21 | e j21 | S22 | e j22 由此可得 e j11e j12 e e j21e j22
由此可得： 12 21 (11 22 )
双口网络，定义特征相位：
不变，是常数。
双口无耗网络行列式
2、双口无耗网络行列式 无耗网络：网络内部为无耗媒质，并且导体是 理想导体，网络不损耗功率，输入功率等于输 出功率，这种网络称为无耗网络，反之为有耗 网络。
(窗的特性阻抗等于波导主模的特性阻抗，它在概念
上有力地说明：有障碍未必有反射)。
a`
1 2
l
b`
b
谐振窗 Z0 Z'0
a
三、信号变换元件
2. 相移器和衰减器
相移器和衰减器是最基本的两种元件，它们可以起调 节相移和衰减的作用。
现代微波跟天线测量技术_第1讲
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。
《微波技术与天线》课件
《微波技术与天线》PPT 课件
这个PPT课件将为您介绍微波技术与天线的基本概念和应用，从微波技术的 发展历程，到微波器件、微波天线、微波信号传输、微波测量技术、微波辐 射安全等多个方面进行深入讲解。
一、微波技术概述
微波技术的发展历程，基本特征以及在通信领域的应用。
二、微波器件
微波器件的分类
介绍不同类型的微波器件，如微波管、半导 体器件和微波集成电路。
微波天线的设计 与制造
提供设计和制造微 波天线的关键步骤 和技术。
四、微波信号传输
1 微波信号的特点
2 微波信号的传输方式
介绍微波信号的特点，如频率和传输距离。
讲述微波信号的不同传输方式，如无线和 光纤传输。
3 微波信号的功率损耗ຫໍສະໝຸດ 4 微波信号的干扰与抗干扰方法
解释微波信号传输中的功率损耗问题及其 影响。
半导体器件
讲述半导体器件在微波技术中的重要性和功 能。
微波管
深入解释微波管的工作原理和应用。
微波集成电路
介绍微波集成电路的设计和制造过程。
三、微波天线
微波天线的基本 原理
解释微波天线的工 作原理和其在通信 中的作用。
微波天线的分类
介绍不同类型的微 波天线，如方向性 天线和宽带天线。
微波天线的参数
讲述微波天线的常 见参数和它们的意 义。
提供微波信号干扰及其抗干扰方法的详细 信息。
五、微波测量技术
微波测量的基本 原理
介绍微波测量的基 本原理和常见应用。
微波频率计的工 作原理
解释微波频率计的 工作原理以及它在 微波测量中的作用。
微波功率计的工 作原理
深入讲解微波功率 计的工作原理和它 在微波测量中的应 用。
这个PPT课件将为您介绍微波技术与天线的基本概念和应用，从微波技术的 发展历程，到微波器件、微波天线、微波信号传输、微波测量技术、微波辐 射安全等多个方面进行深入讲解。
一、微波技术概述
微波技术的发展历程，基本特征以及在通信领域的应用。
二、微波器件
微波器件的分类
介绍不同类型的微波器件，如微波管、半导 体器件和微波集成电路。
微波天线的设计 与制造
提供设计和制造微 波天线的关键步骤 和技术。
四、微波信号传输
1 微波信号的特点
2 微波信号的传输方式
介绍微波信号的特点，如频率和传输距离。
讲述微波信号的不同传输方式，如无线和 光纤传输。
3 微波信号的功率损耗ຫໍສະໝຸດ 4 微波信号的干扰与抗干扰方法
解释微波信号传输中的功率损耗问题及其 影响。
半导体器件
讲述半导体器件在微波技术中的重要性和功 能。
微波管
深入解释微波管的工作原理和应用。
微波集成电路
介绍微波集成电路的设计和制造过程。
三、微波天线
微波天线的基本 原理
解释微波天线的工 作原理和其在通信 中的作用。
微波天线的分类
介绍不同类型的微 波天线，如方向性 天线和宽带天线。
微波天线的参数
讲述微波天线的常 见参数和它们的意 义。
提供微波信号干扰及其抗干扰方法的详细 信息。
五、微波测量技术
微波测量的基本 原理
介绍微波测量的基 本原理和常见应用。
微波频率计的工 作原理
解释微波频率计的 工作原理以及它在 微波测量中的作用。
微波功率计的工 作原理
深入讲解微波功率 计的工作原理和它 在微波测量中的应 用。
微波技术与天线实验指导书概要
微波技术与天线实验指导书王东明吴迪信息科学与工程学院实验技术中心实验一频谱分析仪使用实验目的:一、掌握频谱分析仪的使用二、使用频谱分析仪进行信号捕捉与测量实验原理:实验内容要求:测量周围环境800MHz~1GHz的信号,并记录其频谱图并查找分析其所属(移动、联通、小灵通、未知实验二返回损耗测量实验目的:一、了解天线的基础知识。
二、了解常见的天线结构。
三、利用频谱仪测量天线的返回损耗实验原理:天线是射频系统中不可缺少的组成部分,其主要功能是将电磁波发射至空气中或从空气中接收电磁波,相当于射频发射接收电路与空气的信号耦合器。
合适的天线可以改善信号分布增大信噪比、克服覆盖范围内01111in VSWR Z Z⎧+Γ=⎪-Γ⎪⎨+Γ⎪=⎪-Γ⎩(2-41. 辐射效率r η定义为 rr iP P η= (2-5式中, P r 为天线辐射出的功率,单位为W ;P i 为馈入天线的功率,单位为W 。
2. 辐射方向图:用一极坐标图来表示天线的辐射场强度与辐射功率的分布,如图2-1所示。
Φ=00 θ=900Φ=270图2-1 辐射方向图3.半功率角的定义如图2-2所示。
(a按电场定义(b按功率定义图2-2 半功率波束宽度4.旁瓣:在主辐射波瓣旁,还有许多副瓣,沿角度方向展开如图2-3所示。
其中HPBW为半功率波束宽度,辐射最大功率下降3dB时的角度;FNBW为第一零点波束宽度;SLL为旁瓣高度,辐射最大功率与最大旁瓣的差。
角度/deg图2-3 主瓣与旁瓣5. 方向系数D 定义为max avP D P =(2-6式中,P max 为最大功率密度,单位为W/m 2;P av 为平均辐射功率密度,单位为W/m 2。
的薄弱环节,甚至可以降低发射功耗。
一、天线的重要参数6. 天线增益G 定义为r iP G P =(2-1式中,P r 为被测天线距离R 处所接收到的功率密度,单位为W/m 2;P i 为全向性天线距离R 处所接到的功率密度,单位为W/m 2。
天线测量(3)PPT课件
(2)由于源天线的方向图会受到携带它的飞行器形 状的影响,因此,设计和安装源天线时必须将环境因素 考虑进去。
(7)
.
7
微波测量与天线测量
(3)根据天线电尺寸和飞行器尺寸的不同,应选择不 同类型的源天线。 二、测试场测量(旋转天线法)
超高频或微波波段的真实天线或其它波段的缩尺模 型天线,一般都在测试场进行天线方向图测量,简单而 方便。此时,辅助天线固定不动,待测天线绕自身的通 过相位中心的轴旋转。通常,辅助天线作发射,待测天 线作接收,待测天线装在特制的有角坐标指示的转台上。
……(1)
式中△φ(θ)=△[p(θ)/pm]是功率比测量误差；
d dθ[p(θ)/pm]
=
dφdθ(θ)是功率方向图函数的导数。
(16
.
) 16
微波测量与天线测量
如果已知功率方向图函数及其导数，并求出功率 比测量误差△φ(θ)后，就可求出△θ2
功率比测量误差△φ(θ)的计算: 如果采用平方律检波电表直接指示，则功率方向 图函数可表示为:
(b)归一化场强分贝值方向图
归一化方向图
(4)
.
4
微波测量与天线测量
§3.2 方向图测量
一、现场测量(固定天线法) 采用现场测量方法的待测天线通常都固定不动,而
让辅助天线绕待测天线在感兴趣的平面内作圆周运动, 以测取该平面的方向图。
1、地面测试法 地面测试法通常只限于测绘天线的水平面方向图主
瓣。待测天线作发射,且固定不动。在离开天线中心 距离为R(满足远场辐射条件)的一个预定的扇形区域 内,用经纬仪在R为半径的圆弧上选定一系列方位角测
(19
.
) 19
微波测量与天线测量
设安装在转台上的天线的实际相位中心位于o点， 而天线转轴偏离相位中心的距离为d。
(7)
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7
微波测量与天线测量
(3)根据天线电尺寸和飞行器尺寸的不同,应选择不 同类型的源天线。 二、测试场测量(旋转天线法)
超高频或微波波段的真实天线或其它波段的缩尺模 型天线,一般都在测试场进行天线方向图测量,简单而 方便。此时,辅助天线固定不动,待测天线绕自身的通 过相位中心的轴旋转。通常,辅助天线作发射,待测天 线作接收,待测天线装在特制的有角坐标指示的转台上。
……(1)
式中△φ(θ)=△[p(θ)/pm]是功率比测量误差；
d dθ[p(θ)/pm]
=
dφdθ(θ)是功率方向图函数的导数。
(16
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) 16
微波测量与天线测量
如果已知功率方向图函数及其导数，并求出功率 比测量误差△φ(θ)后，就可求出△θ2
功率比测量误差△φ(θ)的计算: 如果采用平方律检波电表直接指示，则功率方向 图函数可表示为:
(b)归一化场强分贝值方向图
归一化方向图
(4)
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4
微波测量与天线测量
§3.2 方向图测量
一、现场测量(固定天线法) 采用现场测量方法的待测天线通常都固定不动,而
让辅助天线绕待测天线在感兴趣的平面内作圆周运动, 以测取该平面的方向图。
1、地面测试法 地面测试法通常只限于测绘天线的水平面方向图主
瓣。待测天线作发射,且固定不动。在离开天线中心 距离为R(满足远场辐射条件)的一个预定的扇形区域 内,用经纬仪在R为半径的圆弧上选定一系列方位角测
(19
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微波测量与天线测量
设安装在转台上的天线的实际相位中心位于o点， 而天线转轴偏离相位中心的距离为d。
打印2微波技术与天线实验报告 2(DOC)
实验报告实验课程：微波技术与天线学生姓名：学号：61专业班级：班20年月日目录实验一微波测量系统的认识及功率测量实验二微波波导波长、频率的测量、分析和计算实验三微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算实验四微波网络参数的测量、分析和计算实验一微波测量系统的认识及功率测量一、实验目的1.熟悉基本微波测量仪器；2.了解各种常用微波元器件；3.学会功率的测量。
二、实验原理1.基本微波测量仪器(1)微波测量技术主要包括微波信号特性测量和微波网络参数测量：①微波信号特性参量包括微波信号的频率与波长、电平与功率、波形与频谱等；②微波网络参数包括反射参量（如反射系数、驻波比）和传输参量（如[S]参数）。
(2)微波测量方法包括点频测量、扫频测量和时域测量三大类：①点频测量：信号只能工作在单一频点逐一进行测量；②扫频测量：在较宽的频带内测得被测量的频响特性，如加上自动网络分析仪，则可实现微波参数的自动测量与分析；③时域测量：利用超高速脉冲发生器、采样示波器、时域自动网络分析仪等在时域进行测量，从而得到瞬态电磁特性。
(3)微波测量系统由微波信号源、调配器/ 衰减器/隔离器、波长/频率计、测量线、终端负载、选频放大器及小功率计等组成。
图1微波测量系统2.常用微波元器件实验室里常见的几种元器件：(1)E-T接头（2）可变短路器（3）波导弯曲（4）波导开关三、实验数据及处理1、实验数据如下表：2、衰减器指示与功率指示的关系曲线四、思考题简述微波小功率计探头的工作原理。
微波小功率计功率探头的主体是一个铋、锑热电堆，这是将金属铋和锑用真空喷镀法镀在介质片上（介质基片可用云母、涤纶、聚烯亚胺等材料）形成热电堆后，放在波导或同轴电场最强处，它即是终端吸收负载，又是热电转换元件。
所以作为终端负载，它的阻值必须与传输线的等效阻抗相匹配。
当微波功率输出时，热电耦吸收微波功率使热电堆的热节点温度升高，这就与冷节点产生温差而形成温差电动势，它产生的直流电动势与输入微波功率是成正比的。
微波与天线实验报告讲解
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。
现代微波与天线测量技术_第1讲
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。
微波技术天线课程实验指导书精品文档6页
实验一微波发送系统电路组成及介绍一、实验目的1、了解射频前端发射器的基本结构与主要设计参数。
2、利用实验模组的实际测量了解射频前端发射器的特性。
二、原理分析微波电视传输系统是一套短距离、点对点的微波电视发送和接收系统，它将现场摄得的电视视频、音频信号以微波方式传送，再向电视中心站或有线电视站发送。
三、实验框图五、主要技术指标1. 一路电视图像信号和一路拌音信号。
系统可多路组合使用；2. 传输距离优于4km;（开阔无阻挡）3. 工作频率S波段（2.1-2.7GHz），频率点可由用户选定；4. 发射机输出功率≥100mW;10 ;5. 频率稳定度：5×67. 视频输入/输出电平：1V(75Ω);8．视频调制方式：FM9. 音频输入/输出电平：2.2V(p-p) (600Ω不平衡)；10．音频调制方式：FM-FM11．频带宽度：27MHz12. 微分增益：≤±3%;13. 微分相位：≤±2°;14. 工作电源：发射机：+12V一体化电池可充电电池连续工作10小时以上；六、实验步骤和方法⑴如图所示，接好视频信号发生器和微波调制器的发射支路，如有可能测量微波发射频谱特性。
⑵将接收支路连接好，在图像监视器上应能看到较大的调频雪花噪声颗粒。
⑶对接受机进行调谐，选择频道，首先调出图像信号，然后对伴音信号进行调谐，是伴音信号清晰悦耳。
⑷如图所示，按微波数字信号传输系统方框图进行连接，发射端接上数字信号发生器，接受端接上示波器观察接收数字信号波形。
七、实验预习要求1、预习放大器、滤波器、混频器和功率放大器的原理的理论知识。
2、预习放大器、滤波器、混频器和功率放大器的设计原理。
八、实验报告要求1、画出实验系统的连接方框图并叙述实验原理。
2、调谐不同的频段，观察输出端实验现象。
3、写出实验的心得体会。
实验二微波接收系统电路组成及介绍一、实验目的1、了解射频前端发射器的基本结构与主要设计参数。
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天线测量与微波测量实验讲义天线测量与微波测量实验讲义（试用）实验一、喇叭天线方向图的测量一、 实验目的：1、 了解喇叭天线的方向图特性；2、 掌握天线方向图的测量方法。
二、 实验原理：H 面和E 面方向图的计算公式为E H θ)E 0b[(λR H )/8]1/2{exp[j(π/4)λR Hθ/λ))2][C(u 1)+C(u 2)-jS(u 1)-jS(u 2)]+exp[j(π/4)λR H ((1/a h )-(2sin θ/λ))2][C(u 3)+C(u 4) -jS(u 3)-jS(u 4)]}E E 2]1/2cos θ}{[C(w 1)+C(w 2)]2+[S(w 1)+S(w 2)]2}1/2±j(π/2)t 2]dt=C(x)±jS(x)u1=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]+(λR H)1/2[(1/a h)+(2sinθ/λ)]}u2=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]-(λR H)1/2[(1/a h)+(2sinθ/λ)]}u3=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]+(λR H)1/2[(1/a h)-(2sinθ/λ)]}u4=(1/2)1/2{[a h/(λR H)1/2]-(λR H)1/2[(1/a h)-(2sinθ/λ)]} w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w2=[b h/(2λg R E)1/2]-{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}w1=[b h/(2λg R E)1/2]+{[(2λg R E)1/2/λ]sinθ}三、实验装置：测量方向图所需的基本设备可分为发射系统和接收系统两大部分。
发射系统由信号源、传输系统和发射天线组成，接收系统一般由接收天线、检波装置和指示器组成。
本实验将被测天线被测天线安装在方位角可旋转的支架上。
四、实验内容和步骤：1、选择测试距离。
2、测量角锥喇叭天线的H面方向图（由于条件所限，暂不测E面方向图）。
测量时找准最大辐射方向，否则测试结果误差很大。
可以近似这样来找最大辐射方向，先粗略找出最大辐射方向，根据方向图对称性，左右旋转到读数相等处，此二方向之角平分线方向即为最大辐射方向，至少应检验两次。
以此最大辐射方向作为θ=00的方向。
选择适当的角度间隔测量方向图（在方向图变化快的部分测试的点应密集一些，在方向图变化缓慢的部分测试的点可稀疏一些）。
五、实验注意事项：1、由于条件所限，不能测晶体定标曲线，故应适当选择信号源的输出功率，使得检波电流的最大值不超过10微安，这样就可以认为检波器是平方律检波。
2、由于测量天线方向图的仪器设备仅有一套，要求在实验过程中一定要注意正确使用仪器，避免损坏仪器；3、在测试过程中不要改变信号源的输出功率。
六、预习要求：1、计算测试距离；（喇叭口面尺寸为：a h=140mm,b h=104mm,工作频率f=9.0GHz）2、复习角锥喇叭天线方向图变化规律；3、设计出记录数据的表格；4、写出预习报告;5、复习测试天线辐射特性时对最小测试距离的要求。
七、实验报告要求：1、写出实验名称、作者、合作者、实验原理,画出实验装置方框图,注明测试条件(包括测试距离、天线架设高度等);2、根据测试结果在坐标纸上画出方向图；3、根据所测方向图求出半功率波瓣宽度；4、分析可能引起测量误差的因素。
实验二、喇叭天线增益的测量一、实验目的：1、掌握用相同天线法测量天线增益的原理；2、学会用相同天线法测量喇叭天线增益的方法。
二、测量原理：根据收发天线在自由空间的最大功率传输公式（假定极化匹配，无失配损耗）P r=P0G t G r[λ/(4πR)]2式中: P r—为接收天线的接收功率;P0—为发射天线的输入功率;G t、G r—分别为发射、接收天线的增益系数;λ—天线的工作波长;R—收、发天线之间的距离(R必须满足远区最小测试距离)。
假定两天线完全相同，即G t=G r=G X—两相同天线法，则G X=[(4πR)/λ]（P r/P0）1/2由上式可见，测得了λ、R和功率比P r/P0，就不难由上式求出待测天线的增益。
实用中,一般用分贝数表示天线的增益。
故用分贝数表示待测天线的增益为:G X (dB)=0.5{20*lg[(4πR)/λ]+10*lg(P r )-10*lg(P 0)}三、测量方框图及测试步骤:测量方框图如下:测量步骤:(1)、根据喇叭口面尺寸,工作频率确定最小测试距离; (2)、按测量方框图接好线路; (3)、使收发天线最大辐射方向对准;(4)、先将功率计接于接收天线处测出并记录P r ，然后把发射喇叭天线取下，将功率计接于隔离器的右端测出并记录P 0（注意：此时必须把功率计的量程置于最大量程档，以防功率过大而烧坏功率计），测出收、发天线的距离R 。
将所测结果代入公式计算即可得待测天线的增益。
要求至少测三次（在保证满足最小测试距离的条件下,改变收、发天线的距离），分别计算出待测天线的增益,取其算术平均值作为最终测试结果。
注意:在进行测量时,应尽量使收、发天线与传输系统匹配;除了保证收、发天线的距离满足最小测试距离外,还必须保证收、发天线的最大辐射方向对准。
四、预习要求:1、熟悉测量原理和测量步骤;2、了解存在电失配以及在有限距离测量时, 存在那些误差;3、复习对最小测试距离的要求,并计算出最小测试距离;（喇叭天线的口面尺寸及工作频率分别为：a h=140mm,b h=104mm，f=9.0GHz）4、设计出记录数据的表格,写出预习报告。
五、实验报告要求：1、写出实验名称、作者、同作者、实验原理,画出实验装置方框图,注明测试条件(包括测试距离、天线架设高度等),给出实验结果;2、分析可能引起测量误差的因素。
实验三、带通滤波器的性能测试一、实验目的1．熟悉AV3616XA标量网络分析仪的使用；2．掌握测试滤波器性能的方法；3．了解微波器件驻波比的测试方法。
二、实验原理L定义为当网络输出端口接匹配负载时,网络输入端口的入射功率P i与负载所得到的功率P L之比,常用对数表示为:L=10*lg(P i/P L)=10*lg[1/( S21 )2] (dB)图中L S为阻带最小插入衰减, f S为阻带边界频率; L p为通带最大插入衰减,f c为通带截止频率。
因此，只要我们能测出滤波器这个二端口网络的传输参数的分贝值[20*lg（ S21 )]，将其乘上-1就能得到滤波器插入损耗的分贝值，从而就可了解滤波器的性能。
三、测试方框图和实验内容测试方框图实验内容:1.用AV3616XA标量网络分析仪测试滤波器的传输参数的分贝值[I L(dB)=20*lg( S21 )]与频率的关系曲线(如下图示),由此曲线就可了解滤波器的性能指标。
2.测试滤波器在通带范围内的最1.设置扫频信号源的输出功率(7dBm);2.给扫频信号源设置适当的起始频率和终止频率(注:滤波器的通带宽度为0.86—1.8GH Z,此数据仅供设置起始频率和终止频率时参考);3.在标量网络分析仪上设置传输和反射的输入端口;4.对标量网络分析仪进行校准;5. 按测量方框图接好线路;6.记录滤波器的传输参数的分贝值I L(dB)与频率的关系曲线,并在曲线上标明I LP和I LS的值以及所对应的f c1、f c2和f s1、f s2(注:I LS=-18dB, I LP=-1dB);7.将滤波器的输出端接上匹配负载记录其在通带范围内的最大驻波比。
五、预习要求1.认真阅读AV3616XA标量网络分析仪的使用说明书,熟悉其使用方法;2.熟悉实验原理、实验内容和实验步骤;3.写出预习报告,并设计好记录数据的表格。
六、实验报告要求1.写出实验名称、作者、同作者、实验原理,画出实验装置方框图,注明座位号以及网络分析仪的设置参数;2.根据测试结果在坐标纸上画出滤波器的传输损耗与频率的关系曲线；3.分析可能引起测量误差的因素。
实验四、定向耦合器性能的测试一、实验目的1.进一步熟悉AV3616XA标量网络分析仪的使用；2.掌握测试定向耦合性能的方法；3.熟悉微波器件驻波比的测试方法。
二、实验原理定向耦合器常用于对规定流向微波信号进行取样。
在无内负载时,定向耦合器往往是一四端口网络。
下图给出了具有内负载(在副线的隔离端口接上匹配负载)的定向耦合器的方框图,它是一个三端口网络。
其耦合度定义为当主线输出端口接匹配负载时，主线输入端口的输入功率P i与副线耦合输出端口的输出功率P C之比,用分贝表示即为K C=10*lg(P i/P C) (dB)因此，只要我们测出了主线输入端口与副线耦合输出端口之间的传输参数的分贝值，将其乘上-1就可得到定向耦合器的耦合度。
其主线损耗定义为当副线耦合输出端口接匹配负载时,主线输入端口的输入功率P i与主线输出端口的输出功率P O之比，用分贝表示即为K O=10*lg(P i/P O) (dB)当然主线损耗包括能量耦合损耗和能量耗散损耗两方面。
因此，只要我们测出了主线输入端口与主线输出端口之间的传输参数的分贝值，将其乘上-1就可得到定向耦合器的主线损耗。
其方向性定义为当主线的输出端口接匹配负载时,由耦合端口输入的功率P CP与传输到主线输入端口的功率P O in之比,用分贝表示即为K D=10*lg(P CP/P O in) (dB)因此，只要我们测出了副线耦合端口与主线输入端口之间的传输参数的分贝值，将其乘上-1就可得到定向耦合器的方向性。
三、实验内容和测试方框图在定向耦合器的工作频率范围内(0.8—2GH Z)测出其主线输入端口与副线耦合输出端口之间的传输参数的分贝值I L(dB)与频率的关系曲线,由此曲线可得它的耦合度与频率的关系曲线。
2.主线损耗的测试测试方框图与上图类似,只是将匹配负载改接在副线的耦合输出端口,检波器改接在主线输出端口。
同样在定向耦合器的工作频率范围内(0.8—2GH Z)测出其主线输入端口与主线输出端口之间的传输参数的分贝值I L(dB)与频率的关系曲线,由此曲线可得它的主线损耗与频率的关系曲线。
在定向耦合器的工作频率范围内(0.8—2GH Z)测出其副线耦合输出端口与主线输入端口之间的传输参数的分贝值I L(dB)与频率的关系曲线,由此曲线可得它的方向性与频率的关系曲线。
4.定向耦合器主线输入端口驻波比的测试(此次暂不做)在实验内容1的测试方框图中,将主线输出端口和副线耦合输出端口均接上匹配负载,测出定向耦合器主线输入端口在其工作频率范围内(0.8—2GH Z)的驻波比曲线。