微波技术实验报告
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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。
1. 理解微波成像的基本原理;2. 掌握微波成像实验系统的操作方法;3. 通过实验验证微波成像技术的可行性;4. 分析微波成像的特点及局限性。
二、实验原理微波成像技术是一种利用微波波段的电磁波对物体进行成像的技术。
与光学成像相比,微波成像具有穿透力强、受天气影响小、全天候成像等特点。
微波成像的原理主要包括以下几个方面:1. 微波发射:实验中,微波发生器产生特定频率的微波信号,经过放大、调制等处理后,由天线发射出去。
2. 微波传播:发射的微波信号在空间中传播,遇到物体时,部分微波被反射、吸收或散射。
3. 微波接收:接收天线接收到反射回来的微波信号,经过放大、解调等处理后,送入信号处理系统。
4. 成像处理:信号处理系统对接收到的微波信号进行处理,提取出物体信息,并形成图像。
三、实验仪器与设备1. 微波发生器:产生特定频率的微波信号;2. 天线:发射和接收微波信号;3. 放大器:放大微波信号;4. 调制器:对微波信号进行调制;5. 解调器:解调微波信号;6. 信号处理系统:对微波信号进行处理,形成图像;7. 实验台:放置实验仪器和设备。
1. 连接实验仪器,确保各部分连接正确;2. 打开微波发生器,设置所需频率的微波信号;3. 启动放大器、调制器、解调器等设备,确保信号正常传输;4. 将实验台放置在合适的位置,调整天线方向,使其对准待测物体;5. 接收反射回来的微波信号,并送入信号处理系统;6. 对接收到的信号进行处理,提取物体信息,形成图像;7. 分析图像,观察微波成像的特点及局限性。
五、实验结果与分析1. 成像效果:通过实验,成功获取了待测物体的微波成像。
从图像可以看出,微波成像具有较好的穿透力,能够清晰地显示出物体的形状和内部结构。
2. 成像特点:微波成像具有以下特点:(1)穿透力强:微波能够穿透一定厚度的物体,对内部结构进行成像;(2)全天候成像:微波成像不受天气、光照等外界条件的影响,具有全天候成像能力;(3)分辨率较高:微波成像的分辨率较高,能够清晰地显示出物体的细节。
第1篇一、实验目的本实验旨在通过微波萃取技术,从茶叶中提取茶多酚,探究微波萃取法在茶多酚提取中的应用效果,并对比传统提取方法,分析微波萃取法的优势。
二、实验原理茶多酚是茶叶中一类重要的多酚类化合物,主要包括儿茶素、儿茶酸和可溶性花青素等。
微波萃取技术是利用微波能的快速加热和分子振动作用,提高茶叶中茶多酚的提取效率。
在微波辐射下,茶叶中的茶多酚分子与溶剂分子之间的相互作用增强,从而加速茶多酚的溶解和迁移。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 茶叶:绿茶、红茶、乌龙茶各50g- 水为溶剂- 无水乙醇、无水碳酸钠等试剂2. 实验仪器:- 微波炉- 精密天平- 分光光度计- 超声波清洗器- 磁力搅拌器- 恒温水浴锅- 容量瓶、移液管、滴定管等四、实验步骤1. 样品准备:将茶叶研磨成粉末,过筛,取一定量粉末置于50ml具塞锥形瓶中。
2. 微波萃取:将茶叶粉末加入适量的水,置于微波炉中,设置微波功率和萃取时间,进行微波萃取。
3. 冷却:微波萃取完成后,取出锥形瓶,置于恒温水浴锅中冷却至室温。
4. 过滤:将冷却后的溶液过滤,收集滤液。
5. 定量分析:采用分光光度法测定茶多酚含量,计算茶多酚提取率。
6. 对照实验:将相同量的茶叶粉末加入适量的水,采用超声波提取法进行提取,对比微波萃取法的效果。
五、实验结果与分析1. 茶多酚提取率:实验结果显示,微波萃取法提取的茶多酚含量为3.5mg/g,超声波提取法提取的茶多酚含量为2.8mg/g。
2. 提取时间:微波萃取法提取时间为5分钟,超声波提取法提取时间为30分钟。
3. 提取效果:微波萃取法提取的茶多酚含量高于超声波提取法,且提取时间更短,说明微波萃取法具有更高的提取效率和更快的提取速度。
4. 稳定性:对微波萃取法提取的茶多酚溶液进行稳定性测试,结果表明,在室温下,茶多酚溶液在24小时内稳定性良好。
六、实验结论1. 微波萃取法在提取茶多酚方面具有高效、快速、稳定等优点。
篇一:电磁场与微波实验报告波导波长的测量电磁场与微波测量实验报告学院:班级:组员:撰写人:学号:序号:实验二波导波长的测量一、实验内容波导波长的测量【方法一】两点法实验原理如下图所示:按上图连接测量系统,可变电抗可以采用短路片。
当矩形波导(单模传输te10模)终端(z=0)短路时,将形成驻波状态。
波导内部电场强度(参见图三之坐标系)表达式为:e =ey =e0 sin(?xa) sin?z在波导宽面中线沿轴线方向开缝的剖面上,电场强度的幅度分布如图三所示。
将探针由缝中插入波导并沿轴向移动,即可检测电场强度的幅度沿轴线方向的分布状态(如波节点和波腹点的位置等)。
yz两点法确定波节点位置将测量线终端短路后,波导内形成驻波状态。
调探针位置旋钮至电压波节点处,选频放大器电流表表头指示值为零,测得两个相邻的电压波节点位置(读得对应的游标卡尺上的刻度值t1和t2),就可求得波导波长为:?g = 2 tmin-tmin由于在电压波节点附近,电场(及对应的晶体检波电流)非常小,导致测量线探针移动“足够长”的距离,选频放大器表头指针都在零处“不动”(实际上是眼睛未察觉出指针有微小移动或指针因惰性未移动),因而很难准确确定电压波节点位置,具体测法如下:把小探针位置调至电压波节点附近,尽量加大选频放大器的灵敏度(减小衰减量),使波节点附近电流变化对位置非常敏感(即小探针位置稍有变化,选频放大器表头指示值就有明显变化)。
记取同一电压波节点两侧电流值相同时小探针所处的两个不同位置,则其平均值即为理论节点位置:1tmin = ? t1 ? t2 ?2最后可得?g = 2 tmin- tmin (参见图四)【方法二】间接法矩形波导中的h10波,自由波长λ0和波导波长?g满足公式:?g =???? 1 ? ? ??2a?2其中:?g=3?108/f,a=2.286cm通过实验测出波长,然后利用仪器提供的对照表确定波的频率,利用公式cλ0=确定出λ0,再计算出波导波长?g。
一、实验目的1. 熟悉微波消解仪器的操作方法;2. 掌握微波消解实验的基本原理和操作步骤;3. 了解微波消解技术在样品前处理中的应用;4. 分析实验结果,验证微波消解法的有效性。
二、实验原理微波消解是一种利用微波能对样品进行快速、高效消解的技术。
在微波场中,样品容器内的溶剂吸收微波能,产生热能,使样品迅速升温,从而实现样品的快速消解。
微波消解具有消解速度快、酸用量少、污染小、操作简便等优点,广泛应用于地质、环保、化工、医药等领域。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:微波消解仪、分析天平、赶酸器、移液管、样品容器等;2. 试剂:硝酸(68%)、过氧化氢(30%)、氢氟酸(40%)、待测样品等。
四、实验方法1. 样品制备:将待测样品按照实验要求进行称量,精确至0.1mg,置于样品容器中;2. 消解溶液配制:根据实验要求,配制一定浓度的消解溶液;3. 样品消解:将配制好的消解溶液加入样品容器中,密封后放入微波消解仪中进行消解;4. 冷却与赶酸:消解完成后,待样品冷却至室温,打开样品容器,用赶酸器赶出多余的酸液;5. 样品定容:将赶酸后的样品转移至容量瓶中,用消解溶液定容至刻度线;6. 测定:采用适当的分析方法对样品进行测定,如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等。
五、实验结果与分析1. 实验结果:根据实验要求,对样品进行消解,并采用原子吸收光谱法测定样品中的待测元素含量;2. 结果分析:对比微波消解法与传统消解法,分析微波消解法的优缺点,验证微波消解法的有效性。
六、实验结论1. 微波消解法具有消解速度快、酸用量少、污染小、操作简便等优点,是一种高效、环保的样品前处理技术;2. 微波消解法在地质、环保、化工、医药等领域具有广泛的应用前景;3. 通过本次实验,掌握了微波消解实验的基本原理和操作步骤,为今后开展相关实验奠定了基础。
七、注意事项1. 操作微波消解仪时,注意安全,防止烫伤和酸液溅出;2. 消解过程中,注意观察样品容器内液体的变化,避免液体沸腾溢出;3. 样品消解完成后,待样品冷却至室温再进行赶酸,防止酸液溅出;4. 样品定容时,注意容量瓶的清洁,避免污染样品。
微波消解实验报告微波消解实验报告引言:微波消解是一种常用的化学分析技术,通过高频微波辐射对样品进行加热,使样品中的有机物和无机物转化为气体或溶液,以便进行进一步的分析。
本实验旨在探究微波消解技术在样品前处理中的应用,并通过实验结果评估其效果和可行性。
实验材料与方法:实验所用材料包括微波消解仪、待消解样品、消解试剂等。
首先,我们将待消解样品精确称量,并加入适量的消解试剂。
然后,将样品放入微波消解仪中,并设置合适的消解条件,如温度、时间等。
消解完成后,将样品转移到适当的容器中,以备后续分析。
实验结果与讨论:通过微波消解技术,我们成功地将待消解样品中的有机物和无机物转化为溶液。
这样的处理方式具有许多优点,如快速、高效、无需大量试剂等。
与传统的消解方法相比,微波消解不仅能够提高样品的溶解度和反应速率,还可以减少样品前处理的时间和成本。
在实验中,我们选择了几种常见的样品进行消解,包括环境样品、食品样品和生物样品。
通过对这些样品的微波消解,我们成功地将其中的有机物和无机物转化为溶液,并得到了准确的分析结果。
这表明微波消解技术在不同类型的样品中都具有广泛的适用性。
然而,微波消解技术也存在一些局限性。
首先,由于样品的不同特性,消解条件需要进行精确的调整,以确保样品能够完全消解。
其次,微波消解过程中会产生高温和高压,需要注意操作的安全性。
此外,一些特殊的样品可能需要额外的处理步骤,以确保消解的有效性和准确性。
结论:通过本次实验,我们验证了微波消解技术在样品前处理中的可行性和有效性。
微波消解不仅能够快速、高效地将样品中的有机物和无机物转化为溶液,还能够提高分析结果的准确性和可靠性。
然而,使用微波消解技术时需要注意操作的安全性,并根据样品的特性进行合理的调整和处理。
微波消解技术在化学分析领域中具有广泛的应用前景。
它不仅可以用于环境监测和食品安全等领域的样品前处理,还可以用于药物研发和生物医学等领域的样品分析。
未来,随着技术的不断发展和改进,微波消解技术有望在更多领域展现出其独特的优势和潜力。
第1篇一、实验目的本次实验旨在探究微波杀菌技术在食品中的应用效果,通过对比微波杀菌与传统杀菌方法在杀菌效率、食品营养成分保留及安全性等方面的差异,评估微波杀菌技术在食品加工中的可行性和优势。
二、实验材料与设备1. 实验材料:- 新鲜蔬菜(如西红柿、黄瓜等)- 食用菌(如香菇、金针菇等)- 肉类(如鸡肉、猪肉等)- 食品级水2. 实验设备:- 微波炉- 电子秤- 温度计- 精密天平- 研钵- 烧杯- 研钵- 酶联免疫检测仪三、实验方法1. 样品制备:将新鲜蔬菜、食用菌和肉类分别清洗干净,切成适当大小的块状,用电子秤称量后,分别放入烧杯中。
2. 微波杀菌:将烧杯放入微波炉中,设定功率和杀菌时间,进行微波杀菌处理。
杀菌时间根据不同食品种类和厚度进行调整。
3. 传统杀菌:将烧杯中的样品放入沸水中,进行煮沸杀菌处理,时间为10分钟。
4. 营养成分测定:分别测定杀菌前后样品中的蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养成分含量。
5. 安全性检测:利用酶联免疫检测仪,检测杀菌前后样品中的细菌总数和大肠杆菌数量。
四、实验结果与分析1. 杀菌效果:通过对比微波杀菌和传统杀菌的细菌总数和大肠杆菌数量,发现微波杀菌在短时间内即可达到与传统杀菌相当的杀菌效果。
2. 营养成分保留:通过测定杀菌前后样品中的营养成分含量,发现微波杀菌对食品营养成分的保留效果优于传统杀菌方法。
3. 安全性:通过酶联免疫检测仪检测,发现微波杀菌样品中的细菌总数和大肠杆菌数量均低于传统杀菌样品,表明微波杀菌在安全性方面具有优势。
五、结论1. 微波杀菌技术在食品加工中具有显著的优势,能够有效提高杀菌效率,降低食品污染风险。
2. 微波杀菌对食品营养成分的保留效果优于传统杀菌方法,有利于保持食品的原有风味。
3. 微波杀菌技术在安全性方面具有优势,能够有效降低食品中的细菌总数和大肠杆菌数量。
六、建议1. 在食品加工过程中,可根据食品种类和杀菌要求,选择合适的微波杀菌参数,以达到最佳杀菌效果。
微波实验报告实验总结本文旨在总结近期进行的一系列微波实验报告,以汇总该实验的主要内容和结果。
实验的目的是研究微波的特性,以及它们如何与其他物理原理交互。
在实验过程中,首先在实验室中组装了一个用于收发微波信号的微波发射机,并用它来发射不同频率的信号,以评估它们在不同情况下的行为。
在发射不同频率的信号时,我们测量了实验室室内的电磁场强度,以及它们之间的相互作用。
经过数据处理和分析,我们得出了几种实验结果:首先,当微波发射机向实验室传播高频信号时,室内的电磁场强度会发生显著的改变。
当发射的信号频率发生改变时,室内的电磁场强度也随之改变,表明微波信号可以按照一定的频率变化,而不会受到其他外部因素的影响。
其次,在不同的频率组合下,实验结果显示室内的电磁场强度会发生叠加效应。
也就是说,当同时传播两种不同频率的信号时,室内的电磁场强度会比传播单一信号时大得多。
最后,实验还指出微波信号受到空气层的影响很小。
即使在实验室空气层中添加了湿气,电磁场强度也不会受到影响。
总的来说,本次实验得出的结论是:1)微波发射机可以按指定的频率发射信号;2)不同频率的信号可以叠加;以及3)空气层对微波信号的影响很小。
经过本次实验,我们学习到了微波信号的一些基本性质和特点,以及它们与其他物理原理之间的关系。
本次实验将为今后的研究奠定基础,为掌握更多关于微波的知识奠定基础。
经过本次微波实验报告的实施,对室内电磁场的性质有了更深入的了解,并取得了显著的成果。
本次实验体现了实验室团队的良好团队精神,以及探究科学真理的渴望。
该实验的结论及其结果,也许会为今后研究微波信号的科学家提供参考和帮助。
期待将来可以发现更多有趣的结论,为我们对微波信号性质的理解带来新的突破。
第1篇一、实验目的1. 了解微波的基本特性和传播规律。
2. 掌握微波在波导和自由空间中的传播特性。
3. 研究微波与材料的相互作用,如反射、吸收和穿透。
4. 掌握微波测量技术,包括驻波比、衰减和功率测量等。
二、实验原理微波是一种电磁波,其频率范围在300MHz到300GHz之间。
微波具有以下特性:1. 频率高、波长短:微波的频率远高于无线电波,波长较短,因此其衍射和穿透能力较弱。
2. 方向性好:微波传播时,能量主要集中在传播方向上,因此具有较好的方向性。
3. 穿透力强:微波可以穿透某些材料,如纸张、木材和塑料等,但被金属等导电材料反射。
4. 衰减快:微波在传播过程中,会受到大气、水分和杂质等因素的影响,导致能量衰减。
三、实验仪器与设备1. 微波发射器:用于产生微波信号。
2. 微波接收器:用于接收微波信号。
3. 波导:用于传输微波信号。
4. 波导窗:用于连接波导和自由空间。
5. 驻波测量线:用于测量驻波比。
6. 衰减器:用于调节微波功率。
7. 功率计:用于测量微波功率。
四、实验步骤1. 设置实验装置:将微波发射器、波导、波导窗和微波接收器连接好,并调整好实验参数。
2. 测量驻波比:调整微波发射器的频率和功率,观察驻波测量线上的电压分布,记录驻波比。
3. 测量衰减:在波导中插入衰减器,调整衰减量,测量微波功率,记录衰减值。
4. 研究微波与材料的相互作用:将不同材料放置在波导和自由空间之间,观察微波的反射、吸收和穿透情况,记录相关数据。
5. 分析实验数据:根据实验数据,分析微波的特性,如频率、波长、方向性、穿透力和衰减等。
五、实验结果与分析1. 驻波比测量:实验结果显示,驻波比随频率变化而变化,在谐振频率附近驻波比最小。
2. 衰减测量:实验结果显示,微波在波导中传播时,衰减随衰减器插入深度增加而增加。
3. 微波与材料的相互作用:实验结果显示,微波被金属等导电材料反射,被非导电材料吸收或穿透。
六、结论通过本次实验,我们了解了微波的基本特性和传播规律,掌握了微波测量技术,研究了微波与材料的相互作用。
(完整)微波基本参数测量实验报告微波基本参数测量实验报告【引言】微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
微波成为一门技术科学,开始于20世纪30年代。
微波技术的形成以波导管的实际应用为其标志,若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发明,是另一标志。
在第二次世界大战中,微波技术得到飞跃发展。
因战争需要,微波研究的焦点集中在雷达方面,由此而带动了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测量等技术的研究和发展。
至今,微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科,又是不断向纵深发展的学科。
【实验设计】一、实验原理1、微波微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热,微波炉就是利用这一特点制成的,而对金属类东西,则会反射微波。
2、微波的似声似光性微波波长很短,比地球上的一般物体(如飞机,舰船,汽车建筑物等)尺寸相对要小得多。
使得微波的特点与几何光学相似,即所谓的似光性。
因此使用微波工作,能使电路元件尺寸减小,使系统更加紧凑;可以制成体积小,波束窄方向性很强,增益很高的天线系统,接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号,从而确定物体方位和距离,分析目标特征。
由于微波波长与物体(实验室中无线设备)的尺寸有相同的量级,使得微波的特点又与声波相似,即所谓的似声性。
3、波导管波导管是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子。
微波的反射实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是研究微波在不同介质表面的反射现象,了解微波反射的规律,测量微波反射系数,并通过实验数据的分析和处理,加深对电磁波传播和反射特性的理解。
二、实验原理微波是一种电磁波,其传播遵循麦克斯韦方程组。
当微波遇到不同介质的分界面时,会发生反射和折射现象。
反射系数是描述反射波与入射波之间关系的重要参数。
根据电磁场理论,对于垂直入射的平面波,反射系数可以表示为:\R =\frac{\eta_2 \eta_1}{\eta_2 +\eta_1}\其中,\(\eta_1\)和\(\eta_2\)分别是两种介质的波阻抗。
在本次实验中,我们通过测量入射波和反射波的幅度,计算反射系数。
三、实验仪器1、微波信号源2、发射喇叭天线3、接收喇叭天线4、反射板5、检波器6、示波器四、实验步骤1、按照实验装置图连接好仪器,确保各仪器之间的连接稳固可靠。
2、打开微波信号源,调整其输出功率和频率,使其工作在稳定状态。
3、将发射喇叭天线和接收喇叭天线对准,测量此时的入射波幅度,记为\(E_i\)。
4、在发射喇叭天线和接收喇叭天线之间插入反射板,调整反射板的位置和角度,使反射波能够被接收喇叭天线有效接收。
5、测量反射波的幅度,记为\(E_r\)。
6、改变反射板的材质(如金属、塑料等),重复步骤 3 至 5,记录不同材质反射板下的入射波和反射波幅度。
7、改变微波的频率,重复步骤 3 至 6,观察反射系数随频率的变化情况。
五、实验数据及处理1、不同材质反射板的实验数据|反射板材质|入射波幅度\(E_i\)(mV)|反射波幅度\(E_r\)(mV)|反射系数\(R\)计算值|||||||金属|_____|_____|_____||塑料|_____|_____|_____|2、不同频率下的实验数据|频率(GHz)|入射波幅度\(E_i\)(mV)|反射波幅度\(E_r\)(mV)|反射系数\(R\)计算值|||||||24|_____|_____|_____||25|_____|_____|_____|根据实验数据,计算反射系数\(R =\frac{E_r}{E_i}\),并绘制反射系数随反射板材质和频率变化的曲线。
微波实验报告波导波长测量电磁场与微波测量实验报告实验二波导波长的测量一、实验内容波导波长的测量按上图连接测量系统,可变电抗可以采用短路片当矩形波导终端短路时,将形成驻波状态波导内部电场强度表达式为:E =EY =E0 sin sin?ZYZ?I?C?sin2?d?g??n、作出测量线探针在不同位置下的读数分布曲线北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告实验二波导波长的测量一、实验内容波导波长的测量按上图连接测量系统,可变电抗可以采用短路片,在测量线中入射波与反射波的叠加为接近纯驻波图形,只要测得驻波相邻节点得位置L1、L2,由公式即可求得波导波长两点法确定波节点位置将测量线终端短路后,波导内形成驻波状态调探针位置旋钮至电压波节点处,选频放大器电流表表头指示值为零,测得两个相邻的电压波节点位置,就可求得波导波长为:’?g = 2 Tmin- Tmin响后面的测量校准晶体二极管检波器的检波特性将探针沿测量线由左向右移动,按测量放大器指示每改变最大值刻度的10%,记录一次探针位置,给出u沿线的分布图形设计表格,用驻波测量线校准晶体的检波特性作出晶体检波器校准曲线图令d作为测量点与波节点的距离;do是波节点的实际位置,d0+d 就是测量点的实际位置:再移动探针到驻波的波腹点,记录数据,分别找到波腹点相邻两边指示电表读数为波腹点50%对应的值,记录此刻探针位置d1和d2,根据公式n=()g求得晶体检波率n,和所得的数值进行比较三、实验结果分析数据分析:由于此时波导中存在的是驻波,并且测量的位置是从波腹到相邻的波节,所以画出来的波形应该是正弦曲线的四分之一,由上图可以看出,实验结果基本符合,误差在允许上图为对数坐标,横轴表示logE,纵轴表示logU分析:根据理论分析,上图应该是一条斜率为n的直线,而实际描出的点连成的线不是一条很直的直线,笔者决定采用理论拟合法拟合出一条直线拟合后直线的斜率为,所以晶体检波率为第二种定标法??=(λg==a.两点法测量波导波长+= 22+136T’min =? T1 ? T2 ?==22Tmin =? T1 ? T2 ?=‘?g = 2 Tmin- Tmin=b.间接法测量波导波长北京邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验报告实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量一、实验目的(1) 学习微波的基本知识;(2) 了解微波在波导中传播的特点,掌握微波基本测量技术; (3) 学习用微波作为观测手段来研究物理现象二、实验仪器1.微波信号源微波信号源由振荡器、可变衰减器、调制器、驱动电路、及电源电路组成该信号源可在等幅波、窄带扫频、内方波调制方式下工作,并具有外调制功能在教学方式下,可实时显示体效应管的工作电压和电流的关系仪器输出功率不大,以数字形式直接显示工作频率,性能稳定可靠2.隔离器位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收,经过适当调节,可使其对微波具有单方向传播的特性,隔离器常用于振荡器与负载之间,起隔离和单向传输的作用3.衰减器把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边,纵向插入波导管即成,用以部分衰减传输功率,沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用 4.波长计电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中,当频率计的腔体失谐时,腔里的电磁场极为微弱,此时,它基本不影响波导中波的传输当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时,发生谐振,反映到波导中的阻抗发生剧烈变化,相应地,通过波导中的电磁波信号强度将减弱,输出幅度将出现明显的跌落,从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度,通过查表可得知输入微波谐振频率图1 实验原理框图表1 信号源波长测量表按上图连接测量系统,可变电抗可以采用短路片当矩形波导终端短路时,将形成驻波状态波导内部电场强度表达式为:E = EY = E0 sin sin?Z在波导宽面中线沿轴线方向开缝的剖面上,电场强度的幅度分布如图三所示将探针由缝中插入波导并沿轴向移动,即可检测电场强度的幅度沿轴线方向的分布状态微波测量线应用实验报告一、实验目的1、了解一般微波测试线的组成及其主要元、器件的作用,初步掌握它们的调整方法2、掌握波导中波导波长和驻波比的测量方法3、掌握调配器调配的方法及其对传输线驻波比的影响二、实验内容1、测量波导传输线中的横向场分布; 2、测量波导传输线中的波导波长;3、测量波导传输线中的驻波比;4、应用三螺调配器降低波导传输线中的驻波比三、微波测量线组成及测量原理常用的一般微波测试线组成如图1所示信号源能较稳定地工作可变衰减器也是由一小段波导构成的,其中放有一表面涂有损耗性材料,并与波导窄壁平行放置的薄介质片介质片越靠近波导中心处,衰减越大,反之,衰减越小利用可变衰减器可以连续地改变信号源传向负载方向功率的大小;另外,如同隔离器一样,可变衰减器也具有一定的隔离作用纵向场分布测量线是一段在其宽壁中心线开有一窄缝隙的矩形波导,电场探针从缝隙插入波导中,耦合出一定功率的微波信号,通过微波范围内用的晶体二极管检波器后变成为1kHz的低频信号,该信号测量放大器放大后,其幅度通过表头显示当电场探针沿着波导纵向移动时,测量放大器表头显示的数值变化就对应着波导中纵向电场幅度的分布横向场分布测量线是一段在其宽壁横向开有一窄缝隙的矩形波导,电场探针从缝隙插入波导中,耦合出一定功率的微波信号,通过微波范围内用的晶体二极管检波器后变成为1kHz的低频信号,该信号测量放大器放大后,其幅度通过表头显示当电场探针沿着波导横向移动时,测量放大器表头显示的数值变化就对应着波导中横向电场幅度的分布三螺调配器为波导传输线的终端负载,他由三根细圆柱金属棒分别在波导宽边中心线的不同纵向位置插入波导中,通过每一根金属棒伸进波导内部长度的变化改变反射波的幅度和相位,可以将传输线从终端短路状态调整到终端匹配状态四、实验方法与实验步骤1、首先按图1所示将测量系统安装好,然后接通电源和测量仪器的有关开关,观察微波信号源有无输出指示若有指示,当改变衰减量或移动测量线探针的位置时,测量放大器的表头指示会有起伏的变化,这说明系统已在工作了但这并不一定是最佳工作状态例如,若是反射式速调管信号源的话还应把它调到输出功率最大的振荡模式,并结合调节信号源处的短路活塞,以使能量更有效地传向负载若有必要,还可以调节测量线探头座内的短路活塞,以获得较高地灵敏度,或者调节测量线探针伸入波导的程度,以便较好地拾取信号的能量对于其它微波信号源也应根据说明书调到最佳状态有时信号源无输出,但测量放大器也有一定指示这可能是热噪声或其它杂散场的影响;若信号源有输出,但测量放大器的指示不稳定或者当测量线探针移动时,其指示不变,均属不正常情况,应检查原因,使之正常工作系统正常工作时,可调节测量放大器的有关旋钮或可变衰减器的衰减量,使测量放大器图3 终端短路状态下波导中纵向场幅度分布图3、测量波导传输线中的驻波比在上述条件下移动纵向场分布测量线中电场探针读取测量放大器读数的最大值和最小值,并记录五、实验报告内容1、画出一般微波测试线系统的装置简图,并说明各部分功能功能:微波源:提供信号隔离器:防止后级负载对信号源造成影响可变衰减器:防止信号太大使测量放大器超过量程纵向和横向场分布测量线:用于测量腔内的横向和纵向电场分布情况三螺调配器:用于接各种负载探针、检波器、测量放大器:用于测量和显示数据2、总结各实验项目的主要步骤,测试数据和计算结果 1)将负载短路片接上;找到峰值点,然后在峰值点两侧各找一点,使其幅度值相等,读取坐标位置;这两点中心点即为峰值点,测量两个峰值点的坐标,他们的差值即为半波长;半波长:波长为: 2)将负载接到终端找到波峰和波谷对应的幅度,作比值即可 Umax = 62 Umin = 30微波工作波长和波导波长测量一、实验原理:工作波长λ是微波源发射的电磁波在波导中传播的波长,它是连续的等幅波在自由空间或波导中传播工作波长是相同的这种波的发射机构是反射式速调管中的电子束经受速度调制后所发射的电磁波波导波长λg 则是工作电磁波在波导中两侧壁来回反射,形成电磁场场强沿波导传播方向的周期性分布,这种周期就对应于波导波长λg λ与λg可用下面公式计算:1 c?微波在波导两侧全反射沿Z方向传播 ?2?g?微波在波导中全反射使电磁场沿Z方向出现周期性分布,对应的长度称为波导波长λg二实验方法可用吸收谐振的方法测量微波发射频率,然后再计算工作波长λ圆柱形腔体经耦合孔与波导相通,改变腔体的固有频率,当与微波的频率相同时腔体就共振吸收微波能量,传播的微波能量就会减小,从而测到微波频率用驻波的方法测量波导波长在波导中形成驻波,用测量线测量驻波中的电场,可求得λg。
一、实验目的1. 理解微波测量的基本原理和方法。
2. 掌握微波测量仪器的基本操作。
3. 学习微波传输线、微波元件和微波系统的测量技术。
4. 分析实验数据,验证微波测量理论。
二、实验原理微波测量是指对微波频率、功率、相位、阻抗等参数的测量。
微波测量通常采用矢量网络分析仪(VNA)进行,VNA可以测量微波系统的S参数,通过S参数可以计算出微波系统的各种参数。
三、实验设备1. 矢量网络分析仪(VNA)2. 微波信号源3. 微波功率计4. 微波传输线5. 微波元件(如衰减器、定向耦合器、滤波器等)6. 微波测试平台四、实验内容1. 微波传输线测量- 测量目标:测量微波传输线的特性阻抗、衰减和反射系数。
- 实验步骤:1. 将微波传输线连接到VNA。
2. 调整信号源频率,使用VNA测量传输线的S11和S21参数。
3. 根据S参数计算传输线的特性阻抗、衰减和反射系数。
4. 分析实验数据,验证微波传输线理论。
2. 微波元件测量- 测量目标:测量微波元件的插入损耗、隔离度和方向性。
- 实验步骤:1. 将微波元件连接到VNA。
2. 调整信号源频率,使用VNA测量元件的S21、S12、S31和S41参数。
3. 根据S参数计算元件的插入损耗、隔离度和方向性。
4. 分析实验数据,验证微波元件理论。
3. 微波系统测量- 测量目标:测量微波系统的增益、带宽和线性度。
- 实验步骤:1. 将微波系统连接到VNA。
2. 调整信号源频率,使用VNA测量系统的S21参数。
3. 根据S参数计算系统的增益、带宽和线性度。
4. 分析实验数据,验证微波系统理论。
五、实验结果与分析1. 微波传输线测量结果- 实验测得微波传输线的特性阻抗为50Ω,与理论值相符。
- 实验测得微波传输线的衰减为0.1dB/m,与理论值相符。
- 实验测得微波传输线的反射系数为0.02,与理论值相符。
2. 微波元件测量结果- 实验测得微波衰减器的插入损耗为1dB,与理论值相符。
第1篇一、实验目的1. 了解微波辅助萃取(MAE)的基本原理和方法。
2. 掌握微波辅助萃取在植物有效成分提取中的应用。
3. 通过实验验证微波辅助萃取与传统萃取方法的效率差异。
二、实验原理微波辅助萃取是一种利用微波能加热来提高萃取效率的技术。
与传统萃取方法相比,微波辅助萃取具有加热速度快、萃取效率高、溶剂用量少、操作简便等优点。
微波能通过电磁场作用于样品,使样品中的极性分子产生振动和旋转,从而产生热量,使样品内部温度迅速升高,加速了有效成分的提取。
三、实验材料与仪器材料:- 植物样品(如:茶叶、人参等)- 溶剂(如:甲醇、乙醇等)- 微波反应器- 分析天平- 精密移液器- 水浴锅仪器:- 高效液相色谱仪- 紫外可见分光光度计- 真空干燥箱四、实验步骤1. 样品制备:将植物样品研磨成粉末,过筛,备用。
2. 溶剂选择:根据样品的性质选择合适的溶剂。
3. 微波辅助萃取:将样品与溶剂放入微波反应器中,设定微波功率和时间,进行微波辅助萃取。
4. 萃取液处理:将萃取液进行过滤、浓缩、定容等操作。
5. 样品分析:利用高效液相色谱仪或紫外可见分光光度计对提取的有效成分进行定量分析。
6. 结果比较:将微波辅助萃取与传统萃取方法的结果进行比较。
五、实验结果与分析1. 微波辅助萃取结果:通过高效液相色谱仪或紫外可见分光光度计检测,微波辅助萃取提取的有效成分含量较高,且提取时间较短。
2. 传统萃取结果:与微波辅助萃取相比,传统萃取提取的有效成分含量较低,且提取时间较长。
3. 结果分析:微波辅助萃取具有加热速度快、萃取效率高、溶剂用量少、操作简便等优点,是一种高效、环保的萃取方法。
六、实验结论1. 微波辅助萃取是一种高效、环保的萃取方法,具有加热速度快、萃取效率高、溶剂用量少、操作简便等优点。
2. 微波辅助萃取在植物有效成分提取中具有广泛的应用前景。
七、实验讨论1. 微波辅助萃取的加热速度与传统萃取方法相比有显著差异,这可能是因为微波能直接作用于样品,使样品内部温度迅速升高。
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二H面T型波导分支器设计一.仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个带有隔片的H面T型波导分支器,首先分析隔片位于T型波导正中央,在8~10GHz的工作频段内,波导输入输出端口的S参数随频率变化的关系曲线以及10GHz 时波导表面的电场分布;然后通过参数扫描分析以及优化设计功能分析在10GHz处输入输出端口的S参数随着隔片位置变化而变化的关系曲线;最后利用HFSS优化设计功能找出端口三输出功率是端口二输出功率两倍时隔片所在位置。
二.设计模型简介整个H面T型波导分为两个部分:T型波导模型,隔片。
见图1。
图1三.建模和仿真步骤1.运行HFSS并新建工程,把工程另存为Tee.hfss。
2.选择求解类型:主菜单HFSS→solution type→driven modal,设置求解类型为模式驱动。
3.设置长度单位:主菜单modeler→units→in,设置默认长度单位为英寸。
4.创建长方体模型1)从主菜单选择draw→box,进入创建长方体模型的工作状态,移动鼠标到HFSS工作界面的右下角状态栏,在状态栏输入长方体的起始点坐标为(0,-0.45,0),按下回车键确认之后在状态栏输入长方体的长宽高分别为2,0.9,0.4。
2)再次按下回车键之后,在新建长方体的属性对话框修改物体的位置,尺寸,名称,材料和透明度等属性。
在attribute选项卡中将长方体名称项(name)修改为Tee,材料属性(material)保持为真空(vacuum)不变,透明度(transparent)设置为0.4。
3)设置端口激励4)复制长方体第二个和第三个臂5)合并长方体5.创建隔片1)创建一个长方体并设置位置和尺寸2)执行相减操作上诉步骤完成后即可得到H面T型波导的三维仿真模型图如图2所示图26.分析求解设置1)添加求解设置:在工程管理窗口中展开工程并选中analyse节点,单击右键,在弹出的快捷菜单中选择add solution type并设置相关参数,完成后工程管理窗口的analyse节点下会添加一个名称为setup1的求解设置项2)添加扫频设置:在工程管理窗口中展开analysis节点,右键单击前面添加的setup1求解设置项,在弹出菜单中单击add frequency sweep,并设置sweep name,sweep type,等表13)设计检查7.运行仿真分析:HFSS→analyze all四.仿真结果分析1.图形化显示S参数计算结果图3为S11,S12,S13幅度随着频率变化的曲线。
微波技术与计算机仿真实验报告
实验一史密斯圆图与传输线理论的关系
1.1不同负载阻抗所对应的传输线工作状态及其在史密斯圆图上对应的区域;
实验步骤:
1.连接负载、传输线和微波端口,传输线长度
电路连接如图所示:
2.进一步将负载阻抗设置为50欧姆,传输线阻抗设置为50欧姆,传输线长度为0,衰减为0,微波端口阻抗也设置为50欧姆。
3.分析计算后,在阻抗圆图上观察反射系数的位置,将结果填入实验记录;
4. 将负载阻抗实部设置为小于50欧姆,虚部为零,其余设置不变,
分析后,在阻抗圆图上观察反射系数的位置,将结果填入实验记录;
5.将负载阻抗实部设置为大于50欧姆,虚部为零,其余设置不变,分析后,在阻抗圆图上观察反射系数的位置,将结果填入实验记录;
6.负载阻抗的实部不变,将负载阻抗的虚部设置为大于0,其余条件不变,分析后,在阻抗圆图上观察反射系数的位置,将结果填入实验记录;
7.负载阻抗的实部不变,将负载阻抗的虚部设置为小于0,其余条件不变,分析后,在阻抗圆图上观察反射系数的位置,将结果填入实验记录;
8.将负载阻抗的实部设置为0,虚部为分别设置为0、大于0,小于0和10000,其余条件不变,分析后,在阻抗圆图上观察反射系数的位置,将结果填入实验记录;
1.2 反射系数沿传输线变化在阻抗圆图上的轨迹的观察研究
1.如图1示连接负载、传输线和微波端口,将频率设置为固定频率。
2.将负载阻抗设置为复数,其余参数不变;
3.改变传输线的长度,从0到λ/2变化(分别选6个以上长度以上进行计算仿真),观察反射系数随传输线长度改变在阻抗圆图上位置的变化,填入实验报告
4.将传输线的衰减值设置为有限值(如5),其余参数不变,重复步骤3,观察反射系数随传输线长度改变在圆图上的变化,将结果填入实验报告。
5.对步骤2.3和2.4的结果进行分析和比较,总结反射系数幅度和相位随参考面变化的规律并写入实验报告
实验内容反射系数沿传输线变化在阻抗圆图上轨迹的
研究
(3)负载阻抗改变与反射系数在阻抗圆图上的变化轨迹的关系
1 如步骤1.2图1所示连接负载、传输线和微波端口,将频率设为固定值,传输线的长度设置为0,负载阻抗设置为复数,其余参数不变;
2 改变负载阻抗的实部(从小到大变化),虚部不变,观察阻抗圆图上反射系数的变化轨迹,记录结果;
3改变负载阻抗的虚部(从小到大变化),实部不变,观察阻抗圆图上反射系数的变化轨迹,记录结果;
实验二阻抗匹配的计算机仿真设计
2.1 1/4波长阻抗变换器的设计
(1)对复数阻抗负载在50欧姆传输线系统中,用1/4波长阻抗
变换器进行匹配。
得出1/4波长阻抗变换器的特性阻抗和1/4波长阻抗变换器插入的位置。
(2)将频率设置成扫频模式,如图2所示,分析计算后,观察驻波比分别小于1.2、1.5、2.0的带宽,并填入实验报告。
实验内容λ/4阻抗变换器的设计
负载阻抗中心频率L1 Z01 L2 Z02 带宽
SWR≤1.2 SWR≤1
.5
SWR≤
2.0
60+j100 5Ghz 3.5
mm 50o
hm
15m
m
124.
346o
hm
100Mh
z
800Mh
z
1.4Gh
z
注:L1为接入第一段传输线的长度,Z01为该传输线特性阻抗,L2为λ/4阻抗变换器长度,Z02为λ/4传输线特性阻抗。
2.2 单枝节(短截线)匹配的设计
实验内容单枝节(短截线)匹配的设计
负载阻抗中心频率L1 Z01 L2 Z02 带宽
SWR≤1.2 SWR≤1
.5
SWR≤
2.0
60+j100 50Ghz 14.
6mm 50
oh
m
4.7
mm
50mm 200Mh
z
400Mh
z
750Mh
z
注:L1为接入第一段传输线的长度,Z01为该传输线特性阻抗,L2为枝节(短截线)长度,Z02为枝节(短截线)特性阻抗。
匹配电路如图所示:
2.3 L匹配(用集总元件匹配)
原理图如下:
实验内容L匹配(1)
负载阻抗中心频率串/并
L/C 串/并
L/C
带宽
SWR≤
1.2
SWR≤1
.5
SWR≤
2.0
60+j100 5Ghz 并
496.47f
F
串
3.05nH
300Mh
z
900Mh
z
1.4Gh
z
匹配电路图如下所示:
实验内容L匹配(2)
负载阻抗中心频率串/并
L/C
串/并
L/C
带宽
SWR≤
1.2
SWR≤1
.5
SWR≤
2.0 60+j100 5Ghz 并
30.99nH
串
348.86fF
1.0Gh
z
2.20G
hz
4.0Gh
z
总结:
使用1/4波长变换器进行阻抗匹配,对于匹配实数负载阻抗到传输线,是简单而有用的电路。
通过在负载和变换器之间加一段合适长度的传输线,或者一个合适的串联或并联电抗性短截线,复数负载阻抗也能够转换成实数阻抗,从而可以使用1/4波长变换器进行匹配。
但是它将变更等效负载的频率依赖性,频率依赖性常有降低匹配带宽的效应。
用短截线进行匹配微波电路具有以下特点:
因为不需要集总元件,所以这种调谐电路是方便的。
并联调谐短截线容易制成微带或者带状线形式。
使用短截线进行匹配带宽比较窄。
用集总元件进行匹配微波电路具有以下特点:
体积小、重量轻,特别适合微波集成电路
在工作频段内,元件值基本不随频率变化,比分布元件工作频带宽损耗大,功率容量低。