微波天线课程报告
微波天线与技术课程报告汇总
微波天线与技术课程报告汇总《微波技术与天线》课程考察报告姓名：专业班级：学号：指导老师：许焱平绪论1．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
2．微波的定义：把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300MHz ～3000GHz 。
在整个电磁波谱中，微波介于超短波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
3．微波具有如下主要特点：（1)似光性；（2)穿透性；（3)宽频带特性；（4)热效应特性；（5）散射特性；（6）抗低频干扰特性；（7）视距传输特性；（8）分布参数的不确定性；（9）电磁兼容和电磁环境污染。
4．微波技术的主要应用：（1)在雷达上的应用；（2)在通讯方面的应用；（3)在科学研究方面的应用；（4)在生物医学方面的应用；（5)微波能的应用。
f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波宇宙射线射频目录绪论 (1)目录 (2)一、均匀传输线理论 (3)二、规则金属波导 (4)三、微波集成传输线……………………5四、微波网络基础 (5)五、微波元器件 (6)六、天线辐射与接收的基本理论 (7)七、电波传播概论 (8)八、线天线 (9)九、面天线 (10)十、微波应用系统 (11)心得体会 (12)本课程我们共学习了十章，主要学习了均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波元器件、天线辐射与接收理论、电波传播概论、线天线、面天线、微波应用系统。
微波与天线实验报告
微波与天线实验报告微波与天线实验报告引言：微波与天线是无线通信领域中非常重要的技术。
微波是指频率范围在1GHz至300GHz之间的电磁波，它在通信、雷达、卫星通信等领域得到广泛应用。
天线是将电磁波转换为电信号或将电信号转换为电磁波的装置，它在无线通信中起到传输和接收信号的关键作用。
本实验旨在通过实际操作，深入了解微波与天线的原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是通过实际操作，掌握微波与天线的基本原理和实验方法，了解它们在无线通信中的应用。
二、实验设备与材料1. 微波信号发生器2. 微波天线3. 微波功率计4. 微波频谱仪5. 微波衰减器6. 微波衰减器控制器7. 微波衰减器电源8. 射频线缆9. 各种连接线缆10. 计算机三、实验步骤与结果1. 实验一：微波信号发生器的调试与测量a. 将微波信号发生器与微波功率计通过射频线缆连接。
b. 打开微波信号发生器和微波功率计，调节微波信号发生器的频率和功率，观察微波功率计的读数变化。
c. 记录不同频率和功率下的微波功率计读数，并绘制频率与功率的关系曲线。
2. 实验二：微波天线的特性测量a. 将微波天线与微波信号发生器通过射频线缆连接。
b. 调节微波信号发生器的频率和功率，观察微波天线的辐射特性。
c. 测量不同频率和功率下微波天线的增益、方向性等参数，并绘制相应的特性曲线。
3. 实验三：微波天线的阻抗匹配a. 将微波天线与微波信号发生器通过射频线缆连接。
b. 调节微波信号发生器的频率和功率，观察微波天线的阻抗匹配情况。
c. 根据实验结果，调整微波天线的结构和参数，实现最佳的阻抗匹配效果。
四、实验结果分析通过实验一，我们可以得到微波信号发生器的频率与功率的关系曲线，从而了解微波信号发生器的工作特性。
实验二则帮助我们了解微波天线的辐射特性，如增益、方向性等参数，这对于无线通信系统的设计和优化至关重要。
实验三则是为了实现微波天线的阻抗匹配，阻抗匹配的好坏直接影响到系统的传输效率和性能。
微波天线与技术报告书
︽微波技术与天线︾课程考查报告姓名：范依依班级：通信0904班学号：310909020401成绩：评语：《微波与天线技术》课程考查报告任务书第一部分：课程内容总结绪论:微波是电磁波谱介于超短波和红外线之间的波段，属于无线电波中波长最短的波段，其频率范围从300MHz 至3000GHz 。
微波具有以下特性：似光性、穿透性、频带宽特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播特性、分布参数的不确定性、电磁兼容与电磁环境污染等。
第一章:均匀传输线理论微波传输线分为：双导体传输线、均匀填充介质的金属波导管、介质传输线。
1.1均匀传输线方程及其解t t z i L t z Ri z t z u ∂∂+=∂∂),(),(),( ○1 tt z u C t z Gu z t z i ∂∂+=∂∂),(),(),( ○2 ○1、○2是均匀传输线方程 传输线的工作特性参数：1）将传输线上导行波的电压与电流的比定义为特性阻抗：Z o =Cj G Lj R ωω++2）传输常数γβαωωγj C j G L j R +=++=))(( （)),(21LC GZ RY O O ωβα=+=对于无耗传输线，R=G=0，则0=α，此时LC j ωββγ==, 3)相速p ν与波长λβων=p r o p f v ελλ==1.2传输线阻抗与状态参数三个重要的物理量：输入阻抗、反射系数与驻波比1、输入阻抗：)tan()tan()sin()cos()sin()cos()()()(111111z jZ Z z jZ Z Z z Z U j z I z Z jI z U z I z U z Z o o o oo in ββββββ++=++==Z 1为终端负载阻抗。
无耗传输线上任意相距2λ处的阻抗相等，一般称之为2λ的重复性 2、反射系数：任意点反射系数)2(11)(z j e z βφ-Γ=Γ其中ooZ Z Z Z +-=Γ111称为终端反射系数，对于均匀无线传输线来说，任意点反射系数)(z Γ大小均相等，沿线只有相位按周期变化，其周期为2λ，即反射系数也具有2λ重复性。
微波技术与天线实验报告
�����
=
2.65代入式子，可以计算出微带天线矩形
贴片的宽度，即
w = 46.26mm
（2）、有效介电常数ε������ 把h = 3mm w = 46.26mm ε������ = 2.65代入，可计算出有效介电常数，即
ε������ = 2.444 （3）、辐射缝隙的长度∆L
把h = 3mm w = 46.26mm ε������ = 2.444代入式子，可以计算出微带天线辐射 缝隙的长度，即
五、HFSS 的实验结果 根据之前的参数设计得出的 HFSS 模型如图.2,进行仿真后的结果如图.3。查
看天线信号端口回波损耗（即 S11）的扫频分析结果，给出天线的谐振点。生成 如图所示的 S11 在 1.8~3.2GHz 频段内的扫频曲线报告。从图中可以看出，当 S11 最小时，频率是 2.36GHz。
������
=
0.412ℎ
(������������ (������������
+ −
0.3)(���ℎ��� + 0.264) 0.258)(���ℎ��� + 0.8)
对于同轴线馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L和宽度������之后，还需要确
定同轴线馈电点的位置，馈电点的位置会影响天线的输入阻抗，在微波应用中通
算结果就可以达到足够的准确，因此设计中参考地的长度������������������������和宽度������������������������只需 满足以下两式即可
������������������������ > L + 6h ������������������������ > w + 6h
标(������������, ������������)，即
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。
微波技术与天线实验报告书
微波技术与天线实验报告书实验目的：本实验旨在使学生了解微波技术的基本理论，掌握微波天线的工作原理和设计方法，并通过实验操作加深对微波天线性能测试的理解和应用。
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通信的技术。
微波天线作为微波通信系统中的关键部件，其设计和性能直接影响到通信系统的整体性能。
微波天线通常分为线极化天线和圆极化天线，它们在不同的应用场景中有着不同的优势。
实验设备和材料：1. 微波信号源2. 微波天线测试系统3. 标准天线4. 待测天线5. 测量仪器（如频率计、功率计等）6. 连接电缆及相关配件实验步骤：1. 连接微波信号源和测试系统，确保信号源输出稳定。
2. 将标准天线与待测天线分别连接到测试系统，并记录其性能参数。
3. 调整待测天线的位置和角度，观察其对信号接收的影响。
4. 记录不同条件下的测试数据，包括增益、波束宽度、方向性等。
5. 分析测试数据，评估天线性能，并与理论值进行比较。
实验结果：通过本次实验，我们得到了以下结果：- 待测天线在特定频率下的增益为XX dBi。
- 波束宽度为XX度。
- 方向性比为XX。
- 与标准天线相比，待测天线在XX条件下性能更优。
实验分析：根据实验数据，我们可以分析待测天线的性能特点。
例如，增益的高低直接影响到天线的信号接收能力，波束宽度则决定了天线的覆盖范围。
通过与标准天线的对比，我们可以更清晰地了解待测天线的优势和不足。
实验结论：本次实验成功地完成了微波天线的性能测试，加深了学生对微波技术与天线工作原理的理解。
通过对实验数据的分析，我们认识到了天线设计的重要性以及在实际应用中需要考虑的因素。
实验结果表明，合理的天线设计可以显著提高通信系统的性能。
注意事项：1. 实验过程中应确保所有设备连接正确，避免信号干扰。
2. 在调整天线位置和角度时，应小心操作，避免损坏设备。
3. 实验结束后，应整理实验设备，确保实验室的整洁和安全。
实验日期：[填写实验日期]实验人员：[填写实验人员姓名]指导教师：[填写指导教师姓名]。
微波技术与天线课程总结
微波技术与天线课程考查报告班级：13-通信工程-升******学号：**********一．课程总结绪论1.微波及特点微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（即频率最高）的波段，其频率范围从300MHz(波长1m)至3000GHz(0.1mm).特点：（1）似光性（2）穿透性（3）宽频带特性（4）热效应特性（5）散射特性（6）抗低频干扰特性第一章 均匀传输线理论1.均匀传输线方程主要是基尔霍夫定律的应用2．微波传输线大致可分为三种类型 {双导体传输线均匀填充介质的金属波导管介质传输线如图，各种微波传输线3.传输线的工作特性参数（1） 特性阻抗 （2） 传播常数 （3） 相速与波长4.输入阻抗Z in (z)=U(z)I (z )5.反射系数：定义传输线上任意一点Z 处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比为电压（或电流）反射系数. ：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==++)()_()()_(i u z I z I Γz U z U Γ6.输入阻抗与反射系数的关系U(z)=U+(z)+U-(z)=A 1e j βz ［1+Γ(z )］I(z)=I+(z)+I-(z) = e j βz ［1-Γ(z )］7.驻波比（VSWR ）：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比为电压驻波比，用ρ表示ρ=|U|max|U |min 8. 分析无耗传输线的特性 ：对于无耗传输线，负载阻抗不同则波的反射也不同；反射波不同则合成波不同；合成波不同意味着传输线有不同的工作状态。
归纳起来，无耗传输线有三种不同的工作状态（1）行波状态(无反射的传输状态)（2）纯驻波状态（全反射状态）（3）行驻波状态（混合波状态）9.对无耗传输线的行波状态有以下结论： （1）沿线电压和电流振幅不变，驻波比ρ=1 （2）电压和电流在任意点上都相同（3）传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗10. 阻抗匹配: 分三种：负载阻抗匹配，源阻抗匹配，共轭阻抗匹配。
微波与天线课本总结(优秀)上课讲义精选全文
可编辑修改精选全文完整版微波技术与天线（第二版）总结绪论微波频段：300MHz－3000GHz微波波长：0.1mm—1m （分米波，厘米波，毫米波，亚毫米波）微波的特点：似光性，穿透性，宽频带特性，热效应特性，散射特性，抗低频干扰特性，视距传播特性，分布参数的不确定性，电磁兼容和电磁环境污染。
分析方法：场的分析方法，路的分析方法。
（微波网络）一、均匀传输线理论1.1、均匀传输线方程及其解1.1.1传输线的分类：双导体传输线，金属波导管，介质传输线。
分析方法: 场分析法，等效电路法。
1.1.2传输线的工作特性参数（1）特性阻抗—传输线上行波的电压与电流的比值对于均匀无耗传输线特性阻抗：（2）传播常数γ（3）相速υp —传输线上行波等相位面沿传输方向的传播速度（4）传输线的波长1.2、传输线阻抗与状态参量1.2.1均匀无耗传输线三个重要的物理量 （1）输入阻抗—传输线上任意一点处的输入电压和输入电流之比值。
对无耗均匀传输线, 线上各点电压U(z)、 电流I(z)与终端电压Ul 、终端电流的关系如下：（2） 反射系数—传输线上任意一点处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比。
（3）电压驻波比—传输线上电压最大值与电压最小值之比。
1.3、无耗传输线的状态分析 1.3.1传输线的三种工作状态 （1）行波状态 ➢ 沿线电压和电流振幅不变，驻波比等于1 ➢ 电压和电流在任意点上都同相➢传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗（2）纯驻波状态 ➢ 终端短路 ➢ 终端开路➢终端接纯电抗 Z in= ±j X（3）行驻波状态当微波传输线终端接任意复数阻抗负载时, 由信号源入射的电磁波功率一部分被终端负载吸收, 另一部分则被反射, 因此传输线上既有行波又有纯驻波, 构成混合波状态, 故称之为行驻波状态。
1.3.2无耗传输线两个重要的特性（1）λ/4 阻抗变换性—无耗传输线上距离为λ/4的任意两点处输入阻抗的乘积均等于传输线特性阻抗的平方。
微波技术与天线实验报告单
微波技术与天线实验报告单实验目的：本实验旨在使学生了解微波的基本特性，掌握微波天线的工作原理和设计方法，并通过实际操作加深对微波传输和天线理论的理解。
实验原理：微波是一种频率在300MHz至300GHz之间的电磁波。
它具有波长短、穿透力强、传播速度快等特点。
微波天线是用于发射和接收微波信号的设备，常见的有抛物面天线、喇叭天线等。
微波天线的设计需要考虑频率、增益、波束宽度等多个因素。
实验设备：1. 微波信号发生器2. 微波功率计3. 微波天线（抛物面天线、喇叭天线等）4. 测量尺5. 频谱分析仪6. 连接线和适配器实验步骤：1. 连接微波信号发生器至微波天线，确保连接正确无误。
2. 调整微波信号发生器的频率，选择适合的微波频率进行实验。
3. 使用频谱分析仪监测天线接收到的信号，记录信号的频率和强度。
4. 改变天线的位置和方向，观察信号强度的变化，记录不同位置和方向下的信号接收情况。
5. 使用微波功率计测量天线的发射功率，确保发射功率在安全范围内。
6. 根据实验数据，分析天线的增益、波束宽度等参数。
实验结果：通过本次实验，我们得到了以下结果：- 微波天线在不同频率下接收信号的强度有所差异，这与天线的频率响应特性有关。
- 改变天线的位置和方向，可以观察到信号强度的显著变化，这表明天线的波束宽度和方向性对信号接收有重要影响。
- 微波天线的发射功率在安全范围内，符合实验要求。
实验结论：通过本次微波技术与天线实验，我们验证了微波天线的基本工作原理和性能参数。
实验结果表明，天线的设计和使用需要综合考虑频率、增益、波束宽度等多个因素，以达到最佳的通信效果。
此外，实验也加深了我们对微波传输理论的认识，为进一步的学习和研究打下了基础。
实验心得：在本次实验中，我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
通过亲自操作和观察，我对微波天线的工作原理有了更加直观的理解。
同时，实验过程中遇到的问题和挑战也锻炼了我的解决问题的能力。
微波技术与天线实验报告
篇一：微波技术与天线实验报告微波技术与天线实验报告专业：班级：姓名：学号：微波技术与天线实验fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi); f=abs(sin(sita)); fmax=max(max(f)); a=linspace(0,2*pi); f=sin(a);subplot(1,1,1),polar(a,abs(f)); title(电基本振子e平面);图1-1电基本振子e平面2、绘制电基本振子空间立体方向图: 程序：sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi); f=abs(sin(sita)); fmax=max(max(f));[x,y,z]=sph2cart(fai,pi/2-sita,f/fmax);subplot(1,1,1),mesh(x,y,z);axis([-1 1 -1 1 -1 1]);title(电基本振子空间主体方向图);图1-2电基本振子空间立体方向图程序：lamda=input(enter the value of wave length= ); %输入波长 l=input(enter your dipole length l= ); %输入偶极子天线长度2l（注意不是单个振子长度l） ratio=l/lamda; b=(2*pi/lamda);theta=pi/100:pi/100:2*pi;if ratio<= 0.1 %分析是否是短偶极子天线 e=sin(theta); en=abs(e);polar(theta,en) %天线在方向图中水平放置 elsef1=cos(b*l/2.*cos(theta)); %不是短偶极子天线则可用公式（2-8）进行计算f2=cos(b*l/2); f3=sin(theta); e=(f1-f2)./f3; en=abs(e);polar(theta,en) %天线在方向图中水平放置 end1）输入波长λ=10，天线长度2l=2，画出天线方向图：图2-1 天线长度为2时的方向图2）输入波长λ=10，振子长度2l=4，画出天线方向图：图2-2 天线长度为4时的方向图3）输入波长λ=10，振子长度2l=13，画出天线方向图：图2-3 天线长度为13时的方向图4）输入波长λ=10，振子长度2l=15，画出天线方向图：图2-4 天线长度为15时的方向图5）输入波长λ=10，振子长度2l=20，画出天线方向图：图2-5 天线长度为20时的方向图6)输入波长λ=10，振子长度2l=30，画出天线方向图：篇二：微波技术与天线实验《微波技术与天线》实验一、实验目的：1. 特性阻抗为z0=150?的均匀无耗传输，终端接有负载zl?350?j100?，用?/4阻抗变换器实现阻抗匹配（如图所示），试计算?/4阻抗变换器的特性阻抗z01及2．利用matlab分别绘出对于无耗传输线阻抗zin(z)?z0zl?jz0tan?zz0?jzltan?z的实部、?2???41?81???81?z0?ln?1????????6.27?? (2–83)??r??m??m??m?????30式中 m?w?w?b?tb?t???x?2?0.0796x?n ???wx????????? (2–84) ?1?0.5ln??b?t?(1?x)????2?x??w/b?1.1x??????n?2t； x? 画出z02x/3b1?1?x4.利用matlab软件编程：求下图网络的[a]矩阵和[s]矩阵，设《微波技术》实验报告学院：电子与信息工程学院专业：通信工程班级：＿＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿＿＿实验一阻抗匹配实验一、实验目的：学会利用matlab软件进行微波技术方面的仿真。
微波天线及技术课程报告
《微波技术与天线》课程考察报告姓名：专业班级：学号：指导老师：许焱平绪论1．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
2．微波的定义：把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300MHz ～3000GHz 。
在整个电磁波谱中，微波介于超短波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
3．微波具有如下主要特点：（1)似光性；（2)穿透性；（3)宽频带特性；（4)热效应特性；（5）散射特性；（6）抗低频干扰特性；（7）视距传输特性；（8）分布参数的不确定性；（9）电磁兼容和电磁环境污染。
4．微波技术的主要应用：（1)在雷达上的应用；（2)在通讯方面的应用；（3)在科学研究方面的应用；（4)在生物医学方面的应用；（5)微波能的应用。
f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10宇宙射线射线目录绪论 (1)目录 (2)一、均匀传输线理论 (3)二、规则金属波导 (4)三、微波集成传输线 (5)四、微波网络基础 (5)五、微波元器件 (6)六、天线辐射与接收的基本理论 (7)七、电波传播概论 (8)八、线天线 (9)九、面天线 (10)十、微波应用系统 (11)心得体会 (12)本课程我们共学习了十章，主要学习了均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波元器件、天线辐射与接收理论、电波传播概论、线天线、面天线、微波应用系统。
1微波天线节课总结
目录一、均匀传输线理论 (2)二、规则金属波导 (5)三、微波集成传输线 (8)四、微波网络基础 (10)五、微波元器件 (12)六、天线辐射与接收的基本理论 (15)七、电波传播概论 (18)八、线天线 (20)九、面天线 (25)十、心得体会 (27)第1章均匀传输线理论微波传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称, 它的作用是引导电磁波沿一定方向传输,各种微波传输线本章从“化场为路”的观点出发, 首先建立传输线方程, 导出传输线方程的解, 引入传输线的重要参量——阻抗、反射系数及驻波比。
然后分析无耗传输线的特性, 给出传输线的匹配、效率及功率容量的概念。
最后介绍最常用的TEM传输线——同轴线。
1.1均匀传输线方程及其解1.由均匀传输线组成的导波系统都可等效为均匀平行双导线系统。
其中传输线的始端接微波信号源<简称信源）, 终端接负载, 选取传输线的纵向坐标为z, 坐标原点选在终端处, 波沿负z方向传播。
均匀传输线方程，也称电报方程。
u(z, t>z=Ri(z, t>+Li(z, t>ti(z, t>z=Gu(z, t>+Cu(z, t>t2.电压的通解U(z>=U+(z>+U-(z>=A1e +γz+A2e -γz电流的通解为 I(z>=I+(z>+I-(z>=A1e +γz-A2e -γz, Z。
=3.1> 特性阻抗Z 2> 传播常数γ 3> 相速vp与波长λ1.2传输线阻抗与状态参量传输线上任意一点电压与电流之比称为传输线在该点的阻抗，它与导波系统的状态特性有关。
因为微波阻抗是不能直接测量的，只能借助于状态参量如反射系数或驻波比的测量而获得，为此，引入物理量：输入阻抗、反射系数和驻波比。
1.输入阻抗对无耗均匀传输线, 线上各点电压U(z>、电流I(z>与终端电压U l、终端电流I l的关系如下：定义传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比为该点的输入阻抗, 记作Zin(z>=2. 反射系数定义传输线上任意一点z处的反射波电压<或电流）与入射波电压<或电流）之比为电压<或电流）反射系数, 即：通常将电压反射系数简称为反射系数, 并记作Γ(z>。
微波技术与天线实验报告
微波技术与天线实验报告一、实验名称：测量微波通信系统各模块的特性参数二、实验目的与要求◆了解矢量网络分析仪的工作原理◆理解模块的频率特性、驻波比、反射系数、插损、S参数等概念◆测量并分析微波通信系统各模块的S参数三、实验设备：矢量网络分析仪、PNA 天线实验测量仪四、实验原理(共同部分)1.矢量网络分析仪的工作原理矢量网络分析仪器是一种电磁波能量的测试设备。
矢量网络分析仪的原理与使用力直接取决于系统的动态范围指标。
相位波动参数的测试是利用矢量网络分析仪的电子延迟(Electrical Delay)功能来实现的。
直接观察插入相移通常不是很有用，这是因为器件的电长度相移相对于频率呈现负斜率(器件越长，斜率越大)。
由于只有偏离线性相移才会引起失真，因此希望移去相位响应的线性部分。
利用网络分析仪的电子延迟功能，能够抵消被测器件的电长度，结果得到与线性相移的偏差，即相位波动(失真)。
矢量网络分析仪既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值，又能测相位，矢量网络分析仪能用史密斯圆图显示测试数据。
2.几个重要的概念频率特性：系统频率响应与输入信号的复数比称为频率特性，频率特性表征了系统输入输出之间的关系，故可由频率特性来分析系统性能。
驻波比：驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。
在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
这种合成波称为行驻波。
驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波节处的电压幅值Vmin之比。
驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。
如果 SWR 的值等于1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。
如果SWR 值大于1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。
微波技术与天线实验报告(航大)
电磁场、微波测量实验报告姓名：学号：学院：电子信息工程学院实验1 电磁喇叭天线特性测量一、实验目的研究电磁喇叭天线方向性图的测量方法以及天线的互易性原理。
二、实验仪器及装置图1、三厘米固态信号源2、喇叭天线3、分度转台及支柱4、微分表三、实验原理由于在通信、雷达等用途中，天线都处于它的远区，所以正确的测试天线的远区场辐射特性非常重要。
天线参量是描述天线辐射特性的量，可用实验的方法测定。
天线参量的测量是设计天线和调整天线的重要手段，其中最重要的是测量其辐射场幅值分布的方向性，其表征量是天线的方向函数及方向图。
四、实验内容及步骤1、按图连接好装置。
2、整机机械调整:首先旋转工作平台使0度刻线与固定臂上只针对正，在转动活动臂使活动臂上的指针对正在工作平台180度刻线上。
3、固定被测天线，而把辅助天线沿以被测天线为中心，距离r为半径的圆周运动转动平台记录工作平台角度及微安表度数。
Y oz平面方向图的数据逆时针转动角度180 177 174 171 168 165 162 159 156 153 150 147微安100 94 80 62 46 32 20 10 6 4 2 0顺时针转动角度-180 -177 -174 -171 -168 -165 -162 -159 -156 -153 -150 -147微安100 96 92 80 60 44 26 18 10 6 4 2逆时针转动顺时针转动Xoz 平面方向图数据逆时针转动逆时针转动角度 180177174171168165162159156153150147微安 100 92 80 56 36 20 8 2 0 0 0 0顺时针转动角度 -180 -177 -174 -171 -168 -165 -162 -159 -156 -153 -150 -147微安100 96 88 70 52 30 12 4 2 0 0 0顺时针转动实验2 电磁波参量的测量一、实验目的（1）在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性如E、H和S 互相垂直。
微波技术与天线实验报告
百度文库 - 好好学习，天天向上微波技术与天线实验报告姓名：才正国学号：50班级：F0703002指导教师：龙沪强任课教师：袁斌实验一基本低功率微波波导测试系统的熟悉与正确调试一.实验目的：通过本次实验，基本熟悉低功率微波波导测试系统的基本构成以及正确调试的操作方法，学会四点平均法测波导波长，掌握晶体定标曲线的测定方法。
二.实验仪器与预习要求：1.实验主要仪器：（1）X波段信号源（YM1123）（2）1kHz选频放大器（YM3892）（3）驻波测量器（TC26）（4）可变衰减器（BD-20-2）（5）直读式频率计（PX16）（6）短路板2.实验预习要求：详细阅读实验指导书，初步了解低功率微波波导测试系统的基本构成，熟悉探针电路调谐的基本原理，了解四点平均法测波导波长的基本原理。
三.实验仪器与接线框图：四. 实验原理：1. 基本微波测量系统一个小功率的微波测量系统组成如图1-1 所示：图1-1 基本微波测量系统组成微波信号源测试微波元件，必须要有微波信号源提供测试信号。
常用微波信号源可以分为简易信号发生器、标准信号发生器、功率信号发生器和扫频信号发生器。
简易信号发生器通常泛称为“微波信号发生器”。
一般要求信号频率能在一定范围内连续可调；最大信号的功率至少能达到毫瓦级并能连续控制；输出波形一般为正弦波，并至少能用一种低频方波进行开关式幅度调制。
标准信号发生器指的是屏蔽良好，输出信号的频率、功率和调制系数可以在一定范围内调节（有时调制系数可以固定不变），能精确读数的信号源。
通常用于测量微波接收机的灵敏度、选择性等指标。
功率信号发生器的功率输出要求达到瓦级，常用于测试天线性能等。
扫频信号发生器是能产生随时间作线性变化的扫频信号的微波信号源，它能从所需频率范围的一端连续地“扫变”到另一端，所以能直接得到各个频率上的测量结果，在示波器或记录仪上立即显示出所需的幅频特性曲线和相频特性曲线。
●隔离器隔离器又称单向器，是一种使微波信号单向传输的非互易二端口铁氧体器件，它允许微波信号沿一个方向（正向）以很小的衰减通过，而沿另一个方向（反向）传输的波则受到很大的衰减而不能通过。
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《微波技术与天线》课程考查报告班级：姓名：学号：成绩：Ⅰ课程内容总结： 一、 均匀传输线理论 1.1 均匀传输线方程及其解共有三个参量：1）均匀传输线方程2) 传播常数γ 3) 相速υp 与波长 λ 1.2 传输线阻抗与状态参量 1. 输入阻抗由上一节可知, 对无耗均匀传输线, 线上各点电压U (z )、 电流I (z )与终端电压U l 、终端电流I l 的关系如下：2. 反射系数定义传输线上任意一点z 处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比为电压（或电流）反射系数, 即：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==++)()_()()_(i u z I z I Γz U z U Γ3. 输入阻抗与反射系数的关系U(z)=U+(z)+U-(z)=A 1e j βz ［1+Γ(z )］I(z)=I+(z)+I-(z) = e j βz ［1-Γ(z )］1. 行波状态行波状态下传输线上的电压和电流： ⎪⎭⎪⎬⎫====++z j 01z j 1e )()(e )()(ββZ A z I z I A z U z U2. 纯驻波状态纯驻波状态就是全反射状态, 也即终端反射系数|Γl|=1。
在此状态下, 由式（1- 2- 10），负载阻抗必须满足：110101=Γ=+-Z Z Z Z3. 行驻波状态当微波传输线终端接任意复数阻抗负载时, 由信号源入射的电磁波功率一部分被终端负载吸收, 另一部分则被反射, 因此传输线上既有行波又有纯驻波, 构成混合波状态, 故称之为行驻波状态。
⎪⎭⎪⎬⎫+=+=)sin(j )cos()()sin(j )cos()(011011z Z U z I z I z Z I z U z U ββββ1.4 传输线的传输功率、 效率和损耗 1.5 阻抗匹配1) 分三种：负载阻抗匹配，源阻抗匹配，共轭阻抗匹配。
1.6 史密斯圆图及其应用传输线上任意一点的反射函数Γ(z)可表达为 ：()()()11in +-=z z z z z Γin1.7 同轴线的特性阻抗同轴线是一种典型的双导体传输系统, 它由内、 外同轴的两导体柱构成。
二、规则金属波导 2.1导波原理1. 规则金属管内电磁波2. 传输特性1) 相移常数和截止波数： 22c 2c 2/1k k k k k -=-=β。
2) 相速υp 与波导波长λg 。
电磁波在波导中传播, 其等相位面移动速率称为相速, 于是有：22c 22c p /1//11k k c k k k r r -=-==εμωβωυ。
3) 波阻抗。
定义即：t t H EZ = 。
4) 传输功率:⎰⎰⎰⎰==⋅⨯=⋅⨯=**St S t S z t t S S H Z S E Z dSa H E S H E P d ||2d 21)(Re 21d )(Re 21222.2 矩形波导 1. 矩形波导中的场 2.矩形波导尺寸选择原则 2.3 圆形波导 1. 圆波导中的场与矩形波导一样, 圆波导也只能传输TE 和TM 波型。
2. 圆波导的传输特性1) 截止波长。
圆波导TEmn 模、TMmn 模的截止波数分别为：⎪⎭⎪⎬⎫==a k a k mn mnmn mn υμcTM cTE2) 简并模。
在圆波导中有两种简并模, 它们是E-H 简并和极化简并。
3. 几种常用模式1) 主模TE11模2) 圆对称TM01模TM01模是圆波导的第一个高次模3) 低损耗的TE01模TE01模是圆波导的高次模式2.4 波导的激励与耦合：1. 电激励2. 磁激励3. 电流激励 三、微波集成传输线 3.1 微带传输器对微波集成传输元件的基本要求之一就是它必须具有平面型结构, 这样可以通过调整单一平面尺寸来控制其传输特性, 从而实现微波电路的集成化。
共分三种： 1.微带线 2. 微带线3. 耦合微带线3.2介质波导介质波导可分为两大类：一类是开放式介质波导，主要包括圆形介质波导和介质镜像线等；另一类是半开放介质波导，主要包括H 形波导、G 形波导等。
3.3 光纤光纤又名光导纤维, 它是在圆形介质波导的基础上发展起来的导光传输系统。
光纤按组成材料可分为石英玻璃光纤、多组分玻璃光纤、 塑料包层玻璃芯光纤和全塑料光纤。
四、微波网络基础 4.1 等效传输线1.等效电压和等效电流2.模式等效传输线 4.2 单口网络 1.单口网络的传输特性令参考面T 处的电压反射系数为Γl, 由均匀传输线理论可知, 等效传输线上任意点的反射系数为：2. 归一化电压和电流由于微波网络比较复杂, 因此在分析时通常采用归一化阻抗, 即将电路中各个阻抗用特性阻抗归一, 与此同时电压和电流也要归一。
4.3 双端口网络的阻抗与转移矩阵在各种微波网络中, 双端口网络是最基本的, 任意具有两个端口的微波元1(2)1()j z z e φβ-Γ=Γ件均可视之为双端口网络。
下面介绍线性无源双端口网络各端口上电压和电流之间的关系。
1. 阻抗矩阵与导纳矩阵 ⎭⎬⎫+=+=22212122121111I Z I Z U I Z I Z U2. 转移矩阵转移矩阵也称为［A ］矩阵,它在研究网络级联特性时特别方便。
4 散射矩阵与传输矩阵1. 散射矩阵2.传输矩阵3.散射参量与其它参量之间的相互转换4.S ］参数测量4.5 多端口网络的散射矩阵(1) 互易性质(2) 无耗性质(3) 对称性质 五、微波元器件 5.1 连接匹配元件(1) 短路负载(2) 匹配负载(3) 失配负载 2. 微波连接元件微波连接元件是二端口互易元件, 主要包括: 波导接头、 衰减器、相移器、转换接头。
3. 阻抗匹配元件(1) 螺钉调配器(2) 多阶梯阻抗变换器(3) 渐变型阻抗变换器 5.2 功率分配元器件 1. 定向耦合器1) 定向耦合器的性能指标(1)耦合度(2)隔离度(3) 定向度 (4) 输入驻波比(5)工作带宽 2)波导双孔定向耦合器3)双分支定向耦合器4)平行耦合微带定向耦合器2. 功率分配器将一路微波功率按一定比例分成n 路输出的功率元件称为功率分配器。
按输出功率比例不同, 可分为等功率分配器和不等功率分配器。
在结构上, 大功率往往采用同轴线而中小功率常采用微带线。
(1) 两路微带功率分配器① 端口“①”无反射;② 端口“②、③”输出电压相等且 同相; ③ 端口“②、③”输出功率比值为任意指定值 (2) 微带环形电桥微带环形电桥是在波导环形电桥基础上发展起来的一种功率分配元件。
3. 波导分支器将微波能量从主波导中分路接出的元件称为波导分支器, 它是微波功率分配器件的一种, 常用的波导分支器有E 面T 型分支、H 面T 型分支和匹配双T 。
(1) E-T 分支 (2)H-T 分支 (3) 匹配双T 5. 3 微波谐振器件在低频电路中, 谐振回路是一种基本元件, 它是由电感和电容串联或并联而成, 在振荡器中作为振荡回路，用以控制振荡器的频率; 在放大器中用作谐振回路; 在带通或带阻滤波器中作为选频元件等。
5.4 微波铁氧体器件 1. 隔离器1) 谐振式隔离器2) 场移式隔离器3) 隔离器的性能指标 2. 铁氧体环行器一个理想的环行器必须具备以下的条件:输入端口完全匹配, 无反射;输入端口到输出端口全通, 无损耗; 输入端口与隔离器间无传输。
于是环行器的散射参数应满足: ⎪⎭⎪⎬⎫=========010231231133221332211S S S S S S S S S六、天线辐射与接收的基本理论 6.1 概论通信的目的是传递信息, 根据传递信息的途径不同, 可将通信系统大致分为两大类:有线通信,无线通信。
6.2 基本振子的辐射 1. 电基本振子电基本振子是一段长度l 远小于波长, 电流I 振幅均匀分布、 相位相同的直线电流元, 它是线天线的基本组成部分, 任意线天线均可看成是由一系列电基本振子构成的。
2. 磁基本振子的场引入这种假想的磁荷和磁流的概念, 将一部分原来由电荷和电流产生的电磁场用能够产生同样电磁场的磁荷和磁流来取代,即将“电源”换成等效“磁源”, 可以大大简化计算工作。
6.3 天线的电参数1. 天线方向图及其有关参数所谓天线方向图， 是指在离天线一定距离处, 辐射场的相对场强（归一化模值）随方向变化的曲线图, 通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。
2. 天线效率天线效率定义为天线辐射功率与输入功率之比, 记为εA ， 即1i P P P P P A +==∑∑∑η 3. 增益系数增益系数是综合衡量天线能量转换和方向特性的参数, 它是方向系数与天线效率的乘积, 记为G , 即： G =D ·εA4. 极化和交叉极化电平极化特性是指天线在最大辐射方向上电场矢量的方向随时间变化的规律。
具体地说,就是在空间某一固定位置上,电场矢量的末端随时间变化所描绘的图形,如果是直线, 就称为线极化;如果是圆就称为圆极化;如果是椭圆就称为椭圆极化。
5. 频带宽度(Frequency Band Width)天线的电参数都与频率有关, 也就是说, 上述电参数都是针对某一工作频率设计的。
当工作频率偏离设计频率时, 往往要引起天线各个参数的变化,6. 输入阻抗与驻波比(Input Impedance and Standing Wave Ratio) 要使天线辐射效率高, 就必须使天线与馈线良好地匹配, 也就是天线的输入阻抗等于传输线的特性阻抗,才能使天线获得最大功率7. 有效长度有效长度是衡量天线辐射能力的又一个重要指标。
6.4 接收天线理论接收天线主要考虑以下四个方面：1. 天线接收的物理过程及收发互易性2. 有效接收面积3. 等效噪声温度4. 接收天线的方向性七、电波传播概论 7.1电波传播的基本概念 1. 无线电波在自由空间的传播 2. 传输媒质对电波传播的影响(1) 传输损耗(2) 衰落现象(3)传输失真(4)电波传播方向的变化 7.2 视距传播1. 视线距离：)(221v h h a r +=2. 大气对电波的衰减大气对电波的衰减主要来自两个方面。
一方面是云、雾、 雨等小水滴对电波的热吸收及水分子、氧分子对电波的谐振吸收。
另一方面是云、雾、雨等小水滴对电波的散射。
3. 场分析在视距传播中, 除了自发射天线直接到达接收天线的直射波外, 还存在从发射天线经由地面反射到达接收天线的反射波， 如图 7-5 所示。
因此接收天线处的场是直射波与反射波的叠加。
7.3 天波传播 1. 电离层概况2. 无线电波在电离层中的传播仿照电波在视距传播中的介绍方法, 可将电离层分成许多薄片层, 每一薄片层的电子密度是均匀的, 但彼此是不等的。
7.4 地面波传播① 垂直极化波沿非理想导电地面传播时,当地面的电导率越小或电波频率越高, 电场纵向分量 E z1越大, 说明传播损耗越大。