微波仿真实验报告 北邮

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。

北京邮电大学微波仿真实验报告姓名：学号：班级：院系：一、实验目的1、了解ADS微波仿真软件的使用2、用ADS软件，观察不同的传输线及微波器件的Sminth圆图和S参数。

二、实验要求FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.021．Linecal的使用a)计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度b)计算FR4基片的50欧姆共面波导（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽度与接地板之间的距离）2．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

理想传输线微带传输线分析：四分之一波长开路线具有“开路变短路”的作用。

3．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

理想传输线微带传输线分析：四分之一波长短路线具有“短路变开路”的作用。

综上可知：四分之一波长传输线具有“阻抗倒置”的作用。

4．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

短路传输线微带传输线分析：二分之一波长开路线阻抗不变，所以开路经阻抗变换后还是开路。

5．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

理想传输线微带传输线先计算分析：二分之一波长短路线阻抗不变，所以所以短路经阻抗变换后还是短路。

综上可知：二分之一波长传输线具有“阻抗还原”的作用。

6．用一段理想四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz。

带宽B=m1-m2=200.0 MHz7．用一段FR4基片上四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S 参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz，分析7 和8结果。

微波技术实验报告北邮一、实验目的本实验旨在使学生熟悉微波技术的基本理论，掌握微波器件的测量方法，并通过实际操作加深对微波信号传输、调制和解调等过程的理解。

通过实验，学生能够培养分析问题和解决问题的能力，为将来在微波通信领域的工作打下坚实的基础。

二、实验原理微波技术是利用波长在1毫米至1米之间的电磁波进行信息传输的技术。

微波具有较高的频率和较短的波长，因此能够实现高速数据传输。

在实验中，我们主要研究微波信号的产生、传输、调制和解调等基本过程。

三、实验设备1. 微波信号发生器：用于产生稳定的微波信号。

2. 微波传输线：用于传输微波信号。

3. 微波调制器：用于对微波信号进行调制，实现信号的传输。

4. 微波解调器：用于将调制后的信号还原为原始信号。

5. 微波测量仪器：包括功率计、频率计等，用于测量微波信号的参数。

四、实验内容1. 微波信号的产生与测量：通过微波信号发生器产生微波信号，并使用频率计测量信号的频率。

2. 微波信号的传输：利用微波传输线将信号从一个点传输到另一个点，并观察信号的衰减情况。

3. 微波信号的调制与解调：使用调制器对微波信号进行调制，然后通过解调器将调制后的信号还原。

4. 微波信号的传输特性分析：分析不同条件下微波信号的传输特性，如衰减、反射、折射等。

五、实验步骤1. 打开微波信号发生器，设置合适的频率和功率。

2. 将微波信号发生器的输出端连接到微波传输线的输入端。

3. 测量传输线上的信号强度，并记录数据。

4. 将调制器连接到传输线的输出端，对信号进行调制。

5. 将调制后的信号通过解调器还原，并测量解调后的信号参数。

6. 分析信号在不同传输条件下的特性，如衰减系数、反射率等。

六、实验结果通过本次实验，我们成功地产生了稳定的微波信号，并测量了其频率和功率。

在传输过程中，我们观察到了信号的衰减现象，并记录了不同传输条件下的信号强度。

通过调制和解调过程，我们验证了微波信号的可调制性和可解调性。

电磁场与微波测量实验实验报告实验名称:班级：姓名：学号：学院：北京邮电大学实验七.天线与电波传播一、 实验目的（1）掌握微波信号发生器及测量放大器的使用方法。

（2）了解水平面接收天线方向性的测量方法。

二、 实验仪器标准信号发生器、选频放大器、喇叭天线、波导调配器、可变衰减器、波导元件。

三、 实验原理及步骤对于辐射波传输方式，最重要的是测试其辐射场幅值分布的方向性，其表征量是天线方向函数及方向图。

1．系统组成图1-1 系统组成原理框图2．喇叭天线工程上常用的喇叭天线是角锥喇叭，原因是其匹配较好而效率接近100%（G ≈D ）。

但是由于其口径场的幅值、相位不是均匀分布，虽然其辐射主向仍是口径面法线方向（波导轴线方向），但是主瓣宽度、方向系数的计算很复杂。

可用以下公式进行估算：E 面（yoz 面）主瓣宽度bE λθ5325.0= （1-1）H 面（xoz 面）主瓣宽度15.0802a H λθ= （1-2）方向系数（最佳尺寸的角锥喇叭）211451.0λπb a D = （1-3）图1-2是角锥喇叭的三维标高方向图。

具体参数喇叭口径1a =5.5λ，1b =2.75λ；波导口径a=0.5λ,b=0.25λ；虚顶点至口径面距离ρ＝2ρ＝6λ。

1 Array图1-2 角锥喇叭的三维标高方向图图1-3为本实验所用喇叭天线示意图：图1-3 实验所用喇叭天线3．测水平面接收天线方向性图1-1为测量喇叭天线方向性的系统组成情况。

测量时改变接收喇叭天线的方位角，可测出喇叭天线水平面的方向性（按接收到信号的强弱）。

严格的测量应在微波暗室中进行，这样可以消除反射波影响。

但在微波段，因其传播方向性较强，而且房屋墙壁吸收较强，地面影响也可略去，因而这样在普通实验室内测量偏差也不很大。

测天线方向图应有专用天线转台，它有精确的角度（水平面方位角，垂直面俯仰角）刻度指示。

本实验主要测水平面即方位方向性。

四、实验内容及数据处理（1）微波天线方向图测试报告旁瓣宽度-3.0db : 26.33 -6.0db : 39.82 -10.0db : 54.30 -15.0db : 225.13五、心得体会本实验即天线与电波传播实验由老师演示，我们只需了解其原理并会分析其数据即可。

北邮微波实验报告北邮微波实验报告引言：微波技术是现代通信领域的重要组成部分，其在无线通信、雷达探测、卫星通信等方面发挥着重要作用。

本次实验旨在通过对微波的实际操作，深入了解微波的特性和应用。

一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 了解微波的基本特性和传输原理；2. 掌握微波实验仪器的使用方法；3. 学习微波的传输线特性及其在微波系统中的应用。

二、实验原理微波是指频率在300MHz至300GHz之间的电磁波，具有较高的频率和较短的波长。

微波的传输线主要包括同轴电缆和微带线两种，其特性阻抗和传输损耗与频率、材料和结构参数有关。

三、实验步骤1. 实验仪器准备：将微波发生器、功率计、频谱分析仪等仪器连接好，确保仪器间的连接正确可靠。

2. 测量微波信号的功率：使用功率计对微波信号的功率进行测量，记录下测量结果。

3. 测量微波信号的频谱：使用频谱分析仪对微波信号的频谱进行测量，观察并记录下频谱特性。

4. 测量微波传输线的特性阻抗：将微波传输线连接好，通过测量反射系数和传输系数等参数，计算出传输线的特性阻抗。

5. 测量微波传输线的传输损耗：通过测量微波信号在传输线中的衰减量，计算出传输线的传输损耗。

6. 分析实验结果：根据实验数据，分析微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等。

四、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等数据。

根据实验结果可以得出以下结论：1. 微波信号的功率与输入功率之间存在一定的关系，可以通过功率计进行测量和调整。

2. 微波信号的频谱特性与信号的频率和幅度有关，可以通过频谱分析仪进行测量和分析。

3. 微波传输线的特性阻抗与线路结构和材料参数有关，可以通过测量反射系数和传输系数等参数进行计算。

4. 微波传输线的传输损耗与线路长度和材料损耗有关，可以通过测量微波信号在传输线中的衰减量进行计算。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了微波的特性和应用，并掌握了微波实验仪器的使用方法。

信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告实验一网络分析仪测量阵子天线输入阻抗一、实验目的：1.掌握网络分析仪校正方法2.学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法3.研究振子天线输入阻抗随阵子电径变化的情况（重点观察谐振点与天线电径的关系）二、实验步骤：（1）设置仪表为频域模式的回损连接模式后，校正网络分析仪；（2）设置参数并加载被测天线，开始测量输入阻抗；（3）调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据；（4）更换不同的电径（对应1mm, 3mm, 9mm）的天线，分析两个谐振点的阻抗变化情况；（5）设置参数如下：BF=600MHz，△F=25MHz，EF=2600MHz，n=81（6）记录数据在smith圆图上的输入阻抗曲线上，曲线的左端输入阻抗虚部为0的点为二分之一波长谐振点，曲线的右端输入阻抗虚部为0的点为四分之一波长谐振点。

记录1mm，3mm，9mm天线的半波长和四分之一波长的谐振点。

三、实验数据：1、直径=1mm时：四分之一波长谐振点为662.3-13j二分之一波长谐振点为38.43-3.68j实验图示如下：2、直径=3mm时：二分之一波长谐振点为32.71-1.5j 四分之一波长谐振点为284.9-3.31j实验图示如下：3、直径=9mm时：二分之一波长谐振点为26.62-1.44j 四分之一波长谐振点为131.8-2.16j实验图示如下：四、分析结果实际测量结果与理想的阻抗图仍有一定差别，理想状态下，天线的阻抗原图应该是一个中心在正实轴某处的一个规则的圆，但实际结果发现天线的阻抗原图不是很规则，随着频率的增加，其阻抗特性成非线性变化。

由实验结果可以看出，对于相同材质，振子天线的直径越粗，谐振点输入阻抗越小，网络反射系数越小，回波损耗越小，越容易和馈线匹配，天线的工作频率范围就越宽。

天线的阻抗随着频率的变化不断变化，频率范围为600KHz～2600KHz，变化规律为：前20个点基本不变，后面的点基本随着频率的增加而增加。

北邮实验报告微波引言微波是一种电磁波，其波长介于红外线和无线电波之间，频率范围在0.3GHz到300GHz之间。

在通信、雷达、烹饪和科学研究等领域中都有广泛的应用。

在本次北邮实验中，我们将对微波进行详细的实验研究，包括微波的产生、传播和接收等方面。

实验目的本次实验的目的是通过实际操作，深入了解微波的特性和应用，掌握微波的基本原理和实验技巧。

实验步骤1. 微波的产生在实验室中，我们使用了一台微波产生器作为实验的起点。

首先，将微波产生器连接到电源上，调节频率和功率到所需的数值。

然后，将微波产生器的输出端连接到实验室的微波传输线上。

2. 微波的传播在传输线的一端，将一根微波天线连接到传输线上。

通过在传输线上调整微波的传播路径、角度和长度，我们可以实现微波的传输和转换。

在传播过程中，我们还观察了微波的反射和折射现象。

3. 微波的接收在传播线的另一端，将一个微波接收器连接到传输线上，以接收并测量传输线上的微波信号。

在接收过程中，我们还研究了微波信号的幅度、频率和相位等特性。

4. 微波的应用在实验的最后阶段，我们探索了微波在通信和雷达系统中的应用。

通过调整频率和功率，我们成功地传输了一个数字信号，并利用雷达系统测量了一个静止目标的距离和速度。

实验结果通过本次实验，我们获得了如下的实验结果：1. 微波产生器的频率和功率对微波的传播和接收都具有重要影响。

调节频率和功率可以改变微波信号的强度和特性。

2. 微波在传输线上的传播路径、角度和长度都会对微波信号的幅度、相位和频率产生影响。

合理地设计和构造传输线可以提高微波的传输效率和保真度。

3. 微波信号的接收和测量需要高灵敏度和高精度的微波接收器和测量仪器。

合理调节接收器的参数可以获得准确的微波信号值。

4. 微波在通信和雷达系统中具有重要的应用。

利用微波技术，可以实现远距离的无线通信和精确测量目标的位置和速度。

结论通过本次实验，我们全面了解了微波的特性和应用。

微波是一种重要的电磁波，具有很多优良特性，如高速传输、高精度测量和无线通信等。

微波仿真实验报告班级：17班学号：姓名：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。

b5E2RGbCAP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。

p1EanqFDPw2. 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。

微带线由于其结构小巧，可用印刷的方法做成平面电路，易于与其它无源和有源微波器件集成等特点，被广泛应用于实际微波电路中。

DXDiTa9E3d三、实验内容已知：输入阻抗Zin=75Ω负载阻抗 Zl=<64+j75）Ω特性阻抗Z0=75Ω介质基片面性εr=2.55 ,H=1mm假定负载在2GHz时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1=λ/4,两分支线之间的距离为d2=λ/8。

画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅值从1.8GHz至2.2GHz的变化。

RTCrpUDGiT四、实验步骤1.建立新工程，确定工程频率，步骤同实验1的1-3步。

2.将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Y-Smith导纳图上，步骤类似实验1的4-6步。

3.设计单支节匹配网络，在圆图上确定分支z与负载的距离d以及分支线的长度1，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE计算微带线物理长度和宽度。

信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告实验题目：微波器件设计与仿真班级：姓名：学号：日期：2016.5.18实验二分支线匹配器一、实验目的1.掌握支节匹配器的工作原理2.掌握微带线的基本概念和元件模型3.掌握微带分支线匹配器的设计与仿真二、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。

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。

微带线由于其结构小巧，可用印刷的方法做成平面电路，易于与其它无源和有源微波器件集成等特点，被广泛应用于实际微波电路中。

三、实验内容已知：输入阻抗Zin=75Ω负载阻抗Zl=（64+j75）Ω特性阻抗Z0=75Ω介质基片面性εr=2.55 ,H=1mm假定负载在2GHz时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1=λ/4,两分支线之间的距离为d2=λ/8。

画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅值从1.8GHz至2.2GHz的变化。

四、实验步骤1.建立新项目，确定项目频率，步骤同实验1的1-3步。

2.将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Y-Smith导纳图上，步骤类似实验1的4-6步。

3.设计单支节匹配网络，在圆图上确定分支z与负载的距离d以及分支线的长度1，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE计算微带线物理长度和宽度。