微波的传输特性和基本测量

微波技术实验微波技术是近代发展起来的一门尖端技术，以其高效、均匀、节能、环保等诸多优点受到普遍关注，在科学研究中也是一种重要的观测手段，并广泛应用于国防军事、科学研究、医疗卫生等领域。

随着社会向信息化、数字化的迈进，作为无线传输信息的主要手段，微波技术将发挥更为重要的作用。

本实验旨在通过观测微波的产生和传播的特性，使同学们了解微波的基本知识，掌握常用微波元器件的原理和使用方法，学习若干种微波测量方法，并理解微波通信的基本原理，为从事与微波有关的工作打下基础。

一、微波的性质微波是无线电波中波长最短的电磁波，其波长在1mm～1m范围，频率范围处于光波和广播电视所采用的无线电波之间，为300MHz～300GHz。

微波又分为分米波、厘米波和毫米波。

微波具有电磁波的一切特性，但因其波长的特殊性，微波在产生、传输、接收和应用等方面跟其他波段很不相同，具有下述几个独特的性质，主要表现在：（1）波长短。

其波长比地球上一般物体的几何尺寸小得多或在同一数量级上，具有直线传播的特性。

利用这个特点能在微波波段制成方向性极强的无线系统，也可以接收到地面和宇宙空间各种物体发射回来的微弱回波，从而确定物体的方位和距离，广泛用于通信、雷达、导航等领域。

（2）频率高。

微波的频率很高，电磁振荡周期（10-9~10-12s）很短，与电子在电真空器件中的渡越时间相似。

因此，低频的电子器件在微波阶段都不能使用，而必须采用原理上完全不同的微波电子管、微波固体器件和量子器件来代替。

在不太大的相对带宽下可用带宽很宽，所以信息容量大。

此外，作为能量，可用于微波加热、微波武器等。

（3）量子特性。

在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10-6～10-3eV，能被很多的原子分子吸收或发射，成为研究物质结构的重要手段，发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科，并研制了低噪音的量子放大器和极为准确的分子钟与原子钟。

（4）似光性，微波介于一般无线电波与光波之间，它不仅具有无线电波的性质，还具有光波的性质，以光速直线传播，有反射、衍射、干涉等现象。

【实验题目】微波传输特性和基本测量【实验目的】1.学会使用基本微波器件，了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传出特性。

2.掌握频率，功率以及驻波比的测量。

【实验仪器】固态源，隔离器，衰减器，频率计检流计微瓦功率计和驻波测量线等【实验原理】1.耿氏二极管振荡器耿氏二极管振荡器的核心是耿氏二极管。

主要是基于n型砷化镓的导带双谷——高能谷和低能谷。

在n型砷化镓样品的两端加上直流电压，当电压较小时样时，随电压增高电流反品电流随电压的增高而增大；当电压超过某一临界值Vth而减小（这种随电场的增加电流下降的现象称为负阻效应。

）2．微波传输线常用的微波传输线有同轴传输线，波导传输线，微带传输线等。

由于辐射损耗，介质损耗，承受功率和击穿电压的影响，同轴线和微带线的使用受到一定限制，而波导传输线由于无辐射损耗和外界干扰，结构简单，击穿强度高等特点在微波段得到了广泛的应用。

矩形波导是一个横截面为矩形a*b的均匀，无耗波导管，实验室常用波导管，宽边a=22.86mm，窄边b=10.16mm。

3.微波谐振腔谐振腔是一段封闭的金属导体空腔，具有储能，选频等特性。

常用的谐振腔有矩形和圆柱形两种。

矩形谐振腔由一段长度L为λg/2的整数倍的矩形波导管，两端用金属片封闭而成。

其输入和输出的能量通过金属片的小孔耦合。

4.微波传输特性在微波波段中，为了避免导线辐射损耗和趋肤效应的影响，一般采用波导作为微波传输线微波在波导中传输具有横电波TE，横磁波TM和横电波与横磁波混合波三种。

矩形波导是较常用的传输线之一，它能传输各种波形的TE，TM波。

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TE10波导中存在入射波和反射波，描述波导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）匹配负载——不存在反射波，波导中呈现行波状态（2）短接片——终端全反射，波导中呈现纯驻波状态（3）一般情况下——混波状态。

微波基本参数的测量一、实验目的1、了解各种微波器件;2、了解微波工作状态及传输特性；3、了解微波传输线场型特性；4、熟悉驻波、衰减、波长(频率）和功率的测量；5、学会测量微波介质材料的介电常数和损耗角正切值。

二、实验原理微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等.要对这些参数进行测量，首先要了解电磁波在规则波导内传播的特点，各种常用元器件及仪器的结构原理和使用方法，其次是要掌握一些微波测量的基本技术。

１、导行波的概念:由传输线所引导的,能沿一定方向传播的电磁波称为“导行波"。

导行波的电场E 或磁场H 都是x 、y 、z 三个方向的函数.导行波可分成以下三种类型： (A ） 横电磁波（TEM 波):TEM 波的特征是：电场E 和磁场H 均无纵向分量，亦即: 0=Z E ,0=Z H 。

电场E 和磁场H ,都是纯横向的.TEM 波沿传输方向的分量为零。

所以，这种波是无法在波导中传播的。

（B) 横电波（TE 波):TE 波即是横电波或称为“磁波”（H 波），其特征是0=Z E ，而0≠Z H 。

亦即:电场E 是纯横向的，而磁场H 则具有纵向分量. (C) 横磁波（TM 波)：TM 波即是横磁波或称为“电波”（E 波），其特征是0=Z H ，而0≠Z E 。

亦即：磁场H 是纯横向的，而电场E 则具有纵向分量。

TE 波和TM 波均为“色散波”。

矩形波导中，既能传输mm TE 波,又能传输mm TM 波（其中m 代表电场或磁场在x 方向半周变化的次数，n 代表电场或磁场在y 方向半周变化的次数）。

２、波导管：波导管是引导微波电磁波能量沿一定方向传播的微波传输系统，有同轴线波导管和微带等,波导的功率容量大，损耗小。

常见的波导管有矩形波导和圆波导,本实验用矩形波导.矩形波导的宽边定为x 方向，内尺寸用a 表示.窄边定为y 方向，内尺寸用b 表示。

10TE 波以圆频率ω自波导管开口沿着z 方向传播。

微波辐射测量的原理是微波辐射测量的原理主要涉及到电磁辐射的基本原理和微波辐射的性质。

首先，我们需要了解电磁辐射是由电场和磁场的波动所构成的，可分为几个频段，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

微波辐射正是其中的一种频段，其频率范围通常为1 GHz到300 GHz。

微波辐射是一种短波电磁辐射，具有许多特殊性质。

首先，微波可以在大气中传播，而且透过许多物质，如玻璃、塑料和纸张等。

其次，微波波长大约在1mm 到1m之间，因此对于大多数实验室来说，可以使用常用的微波设备进行测量。

此外，微波具有较高的传输速率和穿透性，使其在通信和雷达等领域得到广泛应用。

微波辐射测量的原理主要基于以下几个方面：1.微波辐射的散射特性：微波在物体上的散射特性与物体的形状、大小和电磁特性等因素有关。

当微波照射到物体上时，物体表面会发生反射、折射和散射等现象，这些现象会影响微波辐射的传播和接收。

2.微波辐射的吸收特性：物体对微波辐射的吸收特性取决于其物理、化学和电磁特性等因素。

不同物质对微波的吸收率不同，吸收率高的物质吸收微波辐射的能量多，而吸收率低的物质则对微波辐射的能量几乎不进行吸收。

3.微波辐射的传输特性：微波辐射在空气和其他物质中的传输特性是影响微波辐射测量的重要因素。

微波在传输过程中会受到反射、折射、散射和吸收等影响，因此需要在测量中考虑这些传输过程的影响。

基于以上原理，微波辐射的测量可以通过以下几种方式进行：1.微波辐射计：微波辐射计是一种专门用于测量微波辐射强度的仪器。

它通常基于微波辐射与散射、吸收和传输特性的关系，通过测量微波辐射的强度和频率等参数来得到辐射的相关信息。

2.微波辐射接收器：微波辐射接收器是一种用于接收和解析微波辐射信号的设备。

它通常包括天线、放大器、滤波器和接收器等组件，可以将接收到的微波辐射信号转换为电信号，并通过信号处理等方法得到辐射的相关信息。

3.微波辐射成像技术：微波辐射成像技术可以将微波辐射转换为图像信息，以显示物体的形状、位置和特征等。

微波基本参数的测量引言一 实验目的1 熟悉和掌握微波测试系统中各种常用设备的结构原理及使用方法；2 掌握微波系统中频率、驻波比、功率等基本参数的测量方法；3 按要求测出测量线中的驻波分布；二 实验原理微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等。

要对这些参数进行测量，首先要了解电磁波在规则波导内传播的特点，各种常用元器件及仪器的结构原理和使用方法，其次是要掌握一些微波测量的基本技术。

(1) 导行波的概念：由传输线所引导的，能沿一定方向传播的电磁波称为“导行波”。

导行波的电场E 或磁 场H 都是x 、y 、z 三个方向的函数。

导行波可分成以下三种类型： (A) 横电磁波（TEM 波）：TEM 波的特征是：电场E 和磁场H 均无纵向分量，亦即：0=Z E ,0=Z H 。

电场E 和磁场H ，都是纯横向的。

TEM 波沿传输方向的分量为零。

所以，这种波是无法在波导中传播的。

(B) 横电波（TE 波）：TE 波即是横电波或称为“磁波”（H 波），其特征是0=Z E ,而0≠Z H 。

亦即：电场E 是纯横向的，而磁场H 则具有纵向分量。

(C) 横磁波（TM 波）：TM 波即是横磁波或称为“电波”(E 波)，其特征是0=Z H ，而0≠Z E 。

亦即：磁场H 是纯横向的，而电场E 则具有纵向分量。

TE 波和TM 波均为“色散波”。

矩形波导中，既能传输mm TE 波，又能传输mm TM 波（其中m 代表电场或磁场在x 方向半周变化的次数，n 代表电场或磁场在y 方向半周变化的次数)。

(2) 色散波的特点：由于TE 波及TM 波与TEM 波的性质不同。

色散波就有其自身的特点： (a) 临界波长cλ ：矩形波导中传播的色散波，都有一定的“临界波长”。

只有当自由空间的波长λ小于临界波长λc 时，电磁波才能在矩形波导中得到传播。

mm TE 波或mm TM 波的临界波长公式为：22)()(2bn a m c +=λ （1）(b)波导波长gλ和相速V 、群速Vc ：色散波在波导中的波长用gλ表示。

微波技术实验指导书内蒙古工业大学信息工程学院电子系2009年8月目录实验一、微波传输线频率和波长的测量................................... - 2 - 实验二、微波传输线驻波比的测量 .......................................... - 8 -实验三、衰减的测量............................................................... - 16 -实验要求一、预习要求：实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。

1.认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的计算。

2.复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。

3.熟悉实验任务，完成各实验“预习要求”中指定的内容，写好预习报告。

二、实验要求：1.使用仪器前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。

2.实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。

找出原因、排除故障后，经指导教师同意再继续实验。

3.在进行微波测试时，终端尽量不要开口，以防止微波能量泄露。

4.实验过程中应仔细观察实验现象，认真纪录实验结果(数据、波形、现象)。

所纪录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。

5.实验结束后，必须关断电源，并将仪器、设备、工具等按规定整理。

6.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告并按时上交。

实验一、微波传输线频率和波长的测量一、实验目的1．学会使用基本微波器件。

2．了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传输特性。

3．学习利用吸收式测量频率和波长的方法；4．掌握用测量线来测量波长和频率的方法。

二、实验原理1．微波的传输特性为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响，采用标准矩形波导管为微波传输线，并用TE10波型。

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，也不是纯驻波，而是呈行驻波状态。

实验五微波的传输特性和基本测量0 前言在微波测量技术中,微波测量的主要内容是频率、驻波比、功率等基本参数。

在微波工程设计中，多数情况下由于边界条件的复杂性，理论分析往往只能获得近似解，最终要通过微波测量来解决，因此，掌握微波测量技术对今后实际科研工作是非常有用的。

1 实验目的(1)初步了解微波测量系统，了解微波器件的使用和特性。

(2)了解微波测量技术，微波的传输特性。

(3)熟悉测量微波的基本参数：频率、驻波比。

(4)了解微波波导波长以及自由空间波长之间的关系。

2 原理2.1 频率的测定由于波长与频率满足关系λ=c/f,因此波长的测量和频率的测量是等效的。

在分米波和厘米波波段，频率的测量常采用谐振腔式波长计，而谐振腔波长计又可分两种：即是传输型谐振腔波长计和吸收型谐振腔波长计。

传输型谐振腔有两个耦合元件，一个将能量从微波系统输入谐振腔，另一个将能量从谐振腔输出到指示器。

当谐振腔调谐于待测频率时，能量传输最大，指示器的读数也最大。

吸收式波长计的谐振腔只有一个输入端与能量传输线路衔接，调谐是从能量传输线路接收端指示器读数的降低看出。

本实验所用的是吸收式波长计：如图（5—1）所示。

此波长计由传输波导与圆柱形谐振腔构成。

连接处利用长方形孔作磁耦合，螺旋测微计（读数结构）在旋转时与腔内活塞同步。

利用波长表可以测量微波信号源的频率。

当构成波长计的空腔与传输的电磁波失谐时，它既不吸收微波功率，也基本不影响电磁波的传输。

这种当谐振腔内活塞移动到一定位置，腔的体积正好使腔谐振于待测信号的频率，就有一部分电磁波耦合到腔内并损耗在腔壁上，从而使通过波导的信号减弱，即旋转波长表的测微头，当波长表与被测频率谐振时，将出现吸收峰。

反映在检波指示器上是一跌落点，此时读出波长表测微头的读数，再从波长表频率对照表上查出对应的频率。

如图（5—2）为不同谐振腔波长计的谐振曲线。

图5—１ 吸收式波长计图5—2 谐振腔波长计谐振曲线(a)为传输型谐振腔波长计谐振曲线 (b)为吸收型谐振腔波长计谐振曲线2.2 波导波长以及驻波比的测量：关于驻波比，定义为波导中驻波极大值点与驻波极小值点的电场之比。

（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。

实验⼆微波元件特性参数测量实验报告微波技术基础实验实验名称：微波元件特性参数测量班级：通信学号：U2013姓名：2016年3⽉31⽇⼀实验⽬的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。

⼆实验原理1. 微波谐振腔Q 值的测量品质因数Q 是表征微波谐振系统的⼀个重要的技术参量，品质因素Q 描述了谐振系统频率选择性的优劣及电磁能量损耗程度。

它定义为0022T ll W W W Q W PT P ππω=== 其中l P 为腔的平均损耗功率，W 为腔内的储能。

品质因素Q 的测量⽅法很多，例如：功率传输法、功率反射法、阻抗法等等，通常可根据待测谐振腔Q 值的⼤⼩、外界电路耦合的程度及要求的精度等，选⽤不同的测量⽅法。

本实验主要运⽤扫频功率传输法来测量微带谐振器的Q 值。

功率传输法是根据谐振腔的功率传输特性来确定它的Q 值。

图2-1表⽰测量谐振腔功率特性的⽅框图。

图2-1 测量谐振腔功率传输特性的⽅框图当微波振荡源的频率逐渐改变时，由于谐振腔的特性，传输到负载的功率将随着改变，它与频率的关系曲线如图2-2所⽰。

图2-2 谐振腔传输功率与频率的关系曲线根据功率传输法测量谐振腔的等效电路可推得，谐振腔两端同时接有匹配微波源和匹配负载时的有载品质因数为0021L f fQ f f f==-?（2-1）式（2-1）中0f 为谐振腔的谐振频率，1f 、2f 是传输功率2P ⾃最⼤值下降到⼀半时的“半功率点”的频率。

2f 与1f 之间的差值f ?为谐振频率的通频带。

2.微波定向耦合器2.1 ⼯作原理与特性参数定向耦合器是⼀种有⽅向性的微波功率分配器件，通常有波导、同轴线、带状线及微带线等⼏种类型。

理想的定向耦合器⼀般为互易⽆损四⼝⽹络，如图2-3所⽰。

定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传输的微波功率经过⼩孔或间隙等耦合机构，将⼀部分功率耦合到副线中去，由于波的⼲涉和叠加，使功率仅沿副线中的⼀个⽅向传输（称正⽅向），⽽在另⼀个⽅向⼏乎没有或极少功率传输（称反⽅向）。

微波传输特性的基础知识“微波”通常是指波长在m 1—mm 1的电磁波，对应的频率范围为：MHz300—GHz 300，它介于无线电波和红外线之间，又可分为分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波。

微波与低频电磁波一样，具有电磁波的一切特性，但由于微波的波长较短、频率高因此又具有许多独特的性质，主要表现在：1、 描述方法：由于电磁波的波长极短，与使用的元件和设备的尺寸可以相比拟，在低频段由于能量集中其传播性质用“路”的概念来描述，使用的元件称为集中参数元件（电阻、电容、电感等）；而微波的传播应利用“场”的概念来处理，使用的元件为分布参数元件（波导管、谐振腔等）。

因此低频电路的电流、电压、电阻等不再适用，而是采用等效方法处理；微波测量则以功率、波长、阻抗取代了电流、电压、电阻等。

2 、产生方法：微波的周期在910-—s 1210-与电子管内电子的渡越时间（约为s 910-）相近，因此微波的产生和放大不能再使用普通的电子器件，取而代之的是结构和原理完全不同的微电子元件——速调管、磁控管、行波管及微波固态器件。

3、 光似性：由于微波介于无线电波和红外线之间，因此不仅具有无线电波的性质同时具有光波的性质：以光速直线传播、反射、折射、干涉、衍射等。

4、 能量强：由于微波的频率高，故可用频带宽、信息容量大，且能穿透大气层因此可广泛用于卫星通讯、卫星广播电视、宇宙通讯和射天天文学的研究。

由于微波的这些特性，使微波在通信、雷达、导航、遥感、天文、气象、工业、农业、医疗、以及医学等方面得到广泛应用。

一、 微波元件简介1. 固态振荡器（固态信号源）微波振荡器（信号源）是产生微波信号的装置，常见的有磁控管振荡器、速调管振荡器和固态振荡器几种。

磁控管振荡器功率大体积大，常用来提供大功率信号；速调管振荡器结构简单、使用方便，但效率低一般只有0.5%—2.5%，输出功率小一般在，因此比较适合实验室使用。

固态振荡器则是一种较新型的信号源，可分为微波晶体管振荡器、体效应管振荡器、雪崩二极管振荡器等。

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。

微波的传输特性和基本测量1、微波基本知识微波及其特点微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，它不仅在通讯、原子能技术、空间技术、量子电子学以及农业生产等方面有着广泛的应用，在科学研究中也是一种重要的观测手段，微波的研究方法和测试设备都与无线电波的不同。

从图1可以看出，微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波之间，因此它兼有两者的性质，却又区别于两者。

与无线电波相比，微波有下述几个主要特点图1 电磁波的分类1．波长短(1m —1mm)：具有直线传播的特性，利用这个特点，就能在微波波段制成 方向性极好的天线系统，也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号，从而 确定物体的方位和距离，为雷达定位、导航等领域提供了广阔的应用。

2．频率高：微波的电磁振荡周期(10-9一10-12s)很短，已经和电子管中电子在电极间的飞越时间(约10-9s)可以比拟，甚至还小，因此普通电子管不能再用作微波器件(振荡器、放大器和检波器)中，而必须采用原理完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、微波固体器件和量子器件来代替。

另外，微波传输线、微波元件和微波测量设备的线度与波长具有相近的数量级，在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重，一般无线电元件如电阻，电容，电感等元件都不再适用，也必须用原理完全不同的微波元件(波导管、波导元件、谐振腔等)来代替。

3．微波在研究方法上不像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．量子特性：在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10-6～10-3eV ，而许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长也正好处在微波波段内。

人们利用这一特点来研究分子和原子的结构，发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科，并研制了低噪音的量子放大器和准确的分子钟，原子钟。

(北京大华无线电仪器厂)5．能穿透电离层：微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层，为卫星通讯，宇宙通讯和射电天文学的研究和发展提供了广阔的前途。

近代物理实验报告微波基本参量学院班级姓名学号时间微波基本参量【摘要】本实验让我们学习微波基础知识和掌握微波基本测量技术；同时学习用微波作为观测手段来研究物理现象的基本原理和实验方法，最后了解微波测量系统的基本组成，学会用谐振腔波长表测量微波频率，掌握了微波功率、驻波比测量的基本实验方法与技术。

【关键词】微波、功率、驻波比、频率、特性阻抗【引言】微波是一种波长较短的电磁波，频率范围约为300 MHz－300GHz，对应波长范围约为1m－1mm。

在电磁波波谱表中，微波的波长介于无线电波与光波之间，如图1 所示。

微波波段还可以细分为“分米波”（波长为1m 至10cm），“厘米波”（波长10cm 至1cm）和“毫米波”（波长为1cm 至1mm）。

波长在1 毫米以下至红外线之间的电磁波称为“亚毫米波”或超微波，这是一个正在开发的波段。

波长较长的分米波和无线电波的性能相近，波长较短的毫米波则与光波的性质相一致。

微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，其重要标志是雷达的发明与使用。

微波技术不仅在国防、通讯、工农业生产的各个方面有着广泛的应用，而且在高能粒子加速器、受控热核反应、射电天文与气象观测、分子生物学研究、等离子体参量测量、遥感技术等当代尖端科学研究中也是一种重要手段。

例如，微波所辐射的能量可与物质发生相互作用，使用微波直线加速器和微波频谱仪可对原子和分子结构进行研究，微波衍射仪可用来研究晶体结构；微波波谱仪可测定物质的许多基本物理量，微波谐振腔又可用来测量低损耗物质的介质损耗及介质常数，等等。

因此，微波测量技术是一门基本的实验技术。

【实验方案】一、实验原理1.微波的特点与波导传输特性微波的特点:与低频无线电波相比，微波频率很高，波长很短。

因此，微波具有许多特点。

（1）与几何光学中光波类似，波长很短的微波也具有直线传播的性质。

因此，在微波波段可制成方向性极高的天线系统，通过检测发射微波和接收空间各种物体反射回来的微波，从而确定物体的方向和距离。

微波传播速度的测量摘要: 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、毫米波和亚毫米波的统称。

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。

而对金属类东西，则会反射微波。

本实验通过对微波频率和波长的测量进而求出微波在空气中的传播速度，并与光速进行对比。

关键词: 电磁波；无线电波；波速；波粒二象性。

AbstractThe microwave is a frequency of 300MHz-300GHz electromagnetic radio waves in a limited frequency band referred,, the wavelength in meters (excluding 1 meter) to 1 mm between the electromagnetic waves, decimetric centimeter wavecollectively referred to as the millimeter and submillimeter. Microwave frequencies higher than the average radio frequency, usually referred to as "ultra-high-frequency electromagnetic waves. Microwave as an electromagnetic wave with wave-particle duality. The basic nature of the microwave is generally present for penetrating reflection and absorption of the three characteristics. For glass, plastic and porcelain, microwave almost through without being absorbed. For water and food will absorb microwave leaving the self-heating. Metal type of thing will be reflected microwaves. In this study, by measurement of microwave frequency and wavelength and then calculate the propagation velocity of the microwave in the air, compared with the speed of light.Keywords:electromagnetic wave; radio waves; wave velocity; wave-particle duality.微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。

微波器件测量手册摘要：1.引言2.微波器件测量的重要性3.微波器件测量的基本原理4.微波信号的产生与测量5.微波信号的传输与测量6.微波信号的接收与测量7.微波器件的测量方法与技巧8.微波器件测量中的误差来源与消除9.微波器件测量的实际应用案例10.总结与展望正文：【引言】微波器件测量在现代通信、雷达、电子对抗等领域具有重要的应用价值。

随着科技的不断进步，微波器件的性能对系统性能的影响日益明显，因此精确、高效地测量微波器件的各项性能参数变得尤为重要。

本文将介绍微波器件测量的基本原理、方法与技巧，以帮助读者更好地理解和掌握微波器件测量的相关知识。

【微波器件测量的重要性】微波器件测量的主要目的是评估微波器件的性能，包括工作频率、带宽、增益、噪声系数、反射系数等。

准确的测量结果有助于评估微波器件的优劣，为微波系统的设计、调试和优化提供重要依据。

【微波器件测量的基本原理】微波器件测量的基本原理主要包括频域测量和时域测量。

频域测量是通过分析微波信号的频谱特性来获取器件的性能参数；时域测量则是通过分析微波信号的时间波形来获取器件的性能参数。

频域测量和时域测量各有其优缺点，可根据实际需求选择适当的测量方法。

【微波信号的产生与测量】微波信号的产生与测量是微波器件测量的关键环节。

信号产生器用于生成所需频率和幅度的微波信号，信号分析仪用于对微波信号进行频谱分析或时间分析。

在信号产生与测量过程中，需注意信号的稳定性和准确性，以保证测量结果的可靠性。

【微波信号的传输与测量】微波信号的传输与测量主要涉及信号的衰减、放大、滤波等处理。

在信号传输过程中，需注意信号的损耗、失真等问题，以及传输线、耦合器等器件对信号的影响。

通过测量信号的传输特性，可以评估微波器件的性能。

【微波信号的接收与测量】微波信号的接收与测量主要涉及信号的检波、放大、滤波等处理。

在信号接收过程中，需注意信号的灵敏度、选择性等问题，以及接收天线、放大器等器件对信号的影响。