北邮电磁场与微波实验天线部分实验二
北邮-电磁场与电磁波实验报告-无线信号场强特征的研究_实验报告
北京邮电大学电子工程学院实验中心<电磁场与微波测量实验>实验报告实验名称：无线信号场强特征的研究班级： xxx 学院： xxx组内成员：姓名： xxx 班内序号： 7 学号： xxx 姓名： xxx 班内序号： 8 学号： xxx姓名： xxx 班内序号： 9 学号： xxx 报告撰写人： xxx目录一、实验目的 (2)二、实验原理 (2)1.电波传播方式 (2)2.无线信道中信号衰减 (2)（1）衰落 (2)（2）路径损耗 (2)（3）建筑物的穿透损耗 (4)三、实验内容 (4)四、初步分析与推测 (4)五、数据测量 (5)六、数据处理 (6)1.第一组数据 (6)2.第二组数据 (7)3.第三组数据 (8)4.第四组数据 (9)5.数据处理代码 (9)（1）前四组数据 (9)（2）第五组数据 (12)七、误差分析 (14)八、实验总结 (15)一、 实验目的1． 通过实地测量校园内室内外的无线电信号场强，掌握室内外电磁波传播的规律。
2． 熟悉并掌握无线电中的传输损耗，路径损耗，穿透损耗，衰落等概念。
3． 熟练使用无线电场强仪测试空间电场强的方法。
4． 学会对大量数据进行统计分析，并得到相关传播模型。
二、 实验原理1. 电波传播方式电磁场在空间中的传输方式主要有反射﹑绕射﹑散射三种模式。
当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时，发生反射。
当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。
当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体﹑且这些物体的分布较密集时，产生散射。
散射波产生于粗糙表面，如小物体或其它不规则物体﹑树叶﹑街道﹑标志﹑灯柱。
2. 无线信道中信号衰减无线信道中的信号衰减分为衰落，路径损耗，建筑物穿透损耗。
此外还有多径传播的影响。
（1） 衰落移动环境下电波的衰落包括快衰落和慢衰落（又叫阴影衰落），快衰落的典型分布为 Rayleigh 分布或Rician 分布；阴影衰落的典型分布为正态分布，即高斯分布。
2021年北邮微波测量实验报告
《微波射频测量技术基础》试验汇报题目: 微波射频测量技术基础学院: 电子工程学院班级:姓名:学号: xxxxxx试验一微波同轴测量系统熟悉一、试验目1、了解常见微波同轴测量系统组成, 熟悉各部分构件工作原理, 熟悉其操作和特征。
2、熟悉矢量网络分析仪操作以及测量方法。
二、试验内容1、常见微波同轴测量系统认识, 简明了解其工作原理。
微波同轴测量系统实物图以下图所表示:微波同轴测量系统包含三个关键部分: 矢量网络分析仪、同轴线和校准元件或测量元件。
各部分功效以下:（1）矢量网络分析仪: 对RF领域放大器、衰减器、天线、同轴电缆、滤波器、分支分配器、功分器、耦合器、隔离器、环形器等RF器件进行幅频特征、反射特征和相频特征测量。
（2）同轴线: 连接矢量网络分析仪和校准元件或测量元件。
（3）a.校准元件: 对微波同轴侧量系统进行使用前校准, 以尽可能减小系统误差。
b.测量元件: 待测量原件（如天线、滤波器等）, 可方便地经过同轴线和矢量网络分析仪连起来。
2、掌握矢量网络分析仪操作以及测量方法。
注意在试验汇报中给出仪器使用汇报包含下列内容: 矢量网络分析仪面板组成以及各部分功效。
试验中包含面板组成及功效:①显示器: 用于向用户显示仪器目前工作状态及输出测试结果;②“激励”区: “起始”和“终止”按钮用来设定仪器起始频率和终止频率, 默认频率范围为300KHz~3GHz; “中心”按钮点击后显示出目前频率范围中间值; “跨度”按钮点击后显示出目前频率范围差值大小。
③“响应”区: 点击“测量”按钮进行实际测量; “格式”按钮点击后可用于更改输出格式, 试验中选择是Smith圆图和直角坐标;“校准”键用于对仪器进行校准, 消除一定误差。
④“光标/分析”区: 点击“光标”按钮后能够给输出曲线添加光标,得到部分点正确坐标值, 可添加多个光标并进行移动。
⑤“调解”按钮: 可用于调解光标位置使之在曲线上移动。
⑥“输入”区: 用于对仪器部分参数进行输入, 如开始和截止频率值可在此处进行设置。
北邮微波技术实验报告
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。
北邮电磁场与电磁波实验一二
实验一频谱分析仪的使用1.实验目的1)了解频谱分析仪的工作原理，熟悉它的使用方法；2)了解微波信号发生器的使用方法。
2.实验设备1)频谱分析仪2)微波信号发生器3.实验原理频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性。
输入信号经衰减器直接外加到混波器，可调变的本地振荡经与CRT同步的扫描产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，经混波器与输入信号混波降频后的中频信号（IF）再放大，滤波与检波传送到CRT的垂直方向板，因此在CRT的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系。
较低的RBW固然有助于不同频率信号的分辨与测量，低的RBW将滤出较高的频率的信号成分，导致信号显示时产生失真，失真值与设定的RBW密切相关，较高的RBW固然有助于宽频带信号的侦测，将增加杂讯底层值，降低量测灵敏度，对于侦测低强度的信号易于产生障碍，因此适应的RBW宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念。
4.实验内容4.1.单载波信号的频谱测量4.1.1. 实验操作步骤 1. 按照下图连接测试2. 设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（900MHz ，-10dBm ）。
3. 设置频谱分析仪的中心频率为微波信号发生器的输出频率，设置合适的扫描宽带，适合调整参考电平使频谱图显示在合适的位置。
4. 用峰值搜索功能测量信号的频率和电平，测试数据记录在表4.1中。
5. 用差值光标功能测量信号和噪声的相对电平（信噪比），同时记录频率分析仪的分辨率和带宽设置。
4.1.2. 实验数据记录4.2.带载波信号的杂散测量4.2.1.实验操作步骤1.设置微波信号发生器输出指定频率和功率的正弦波（850MHz，-20dBm）；2.设置频谱分析仪的中心频率为微波信号发生率的输出频率，设置合适的扫描带宽，适当调整参考电平使频谱图显示在合适的位置；3.用频谱分析仪测量输出信号的频率和电平，测量数据记录到表4.2中；4.增加频谱分析仪的扫描带宽，用手动设置功能适当减小频谱分析仪的分辨率带宽，观察频谱图的变化，直到观测到杂散信号为止。
北邮电磁场实验报告
北邮电磁场实验报告北邮电磁场实验报告引言：电磁场是物理学中非常重要的一个概念，它涉及到电荷、电流和磁性物质之间的相互作用。
为了更好地理解电磁场的特性和行为，我们进行了一系列的实验。
本报告将详细介绍我们在北邮进行的电磁场实验及其结果。
实验一：静电场与电势分布在这个实验中，我们使用了一对带电的金属板，通过改变金属板的电荷量和距离，观察了电势分布的变化。
实验结果显示，电势随距离的增加而逐渐降低，符合电势随距离平方反比的规律。
此外，我们还观察到电势在金属板附近的区域呈现出均匀分布的特点。
实验二：磁场与磁力线在这个实验中，我们使用了一根通电导线和一块磁铁，通过改变电流的方向和大小，观察了磁场的行为。
实验结果显示，磁铁产生的磁场呈现出环形磁力线的分布。
当通电导线与磁铁相互作用时，导线会受到磁力的作用，其受力方向与电流方向、磁场方向之间存在一定的关系。
实验三：电磁感应与法拉第电磁感应定律在这个实验中，我们使用了一根通电导线和一个线圈，通过改变导线中的电流和线圈的位置，观察了电磁感应现象。
实验结果显示，当导线中的电流改变时，线圈中会产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电流的大小与导线中电流变化的速率成正比。
此外，我们还观察到线圈中感应电流的方向与导线中电流变化的方向存在一定的关系。
实验四：电磁波的传播在这个实验中，我们使用了一个发射器和一个接收器，通过改变发射器的频率和接收器的位置，观察了电磁波的传播行为。
实验结果显示，电磁波以波动的形式传播，其传播速度与真空中的光速相同。
此外，我们还观察到电磁波的频率与波长之间存在一定的关系，即频率越高，波长越短。
结论：通过以上实验，我们对电磁场的特性和行为有了更深入的了解。
我们发现电磁场的行为符合一系列的规律和定律，如电势随距离平方反比、磁力线的环形分布、法拉第电磁感应定律等。
这些规律和定律为我们理解电磁场的本质和应用提供了重要的指导。
同时，我们也意识到电磁场在日常生活中的广泛应用，如电磁感应用于发电机、电磁波用于通信等。
北邮微波测量实验+实验总结-(天线与电波传播)
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。
北邮电磁场与电磁波测量实验报告2 双缝衍射
北京邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验报告实验内容：双缝衍射实验迈克尔逊双缝实验学院：电子工程学院班级：2010211203班组员：崔宇鹏张俊鹏章翀2013年4月18日实验三双缝衍射实验一、实验目的掌握来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的影响。
二、预习内容电磁波双缝干涉现象三、实验仪器和设备DH926B型微波分光仪一台四、实验原理当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，每一条狭缝就是次级波波源，由两缝发出的次级波是相干波，在金属板的背后空间将产生干涉现象。
由于入射波通过每个狭缝也有衍射现象，实验将是干涉和衍射两者结合的结果，我们为了只研究主要是来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，令双缝的宽度a 接近λ，例如，入射波波长λ=32mm，取缝宽a=40mm，由单缝衍射的一级极小公式，得，我们在一级极小范围内研究两束中央衍射波相互干涉现象。
当衍射角Φ适合条件：(1)时，两狭缝射出的光波的光程差是波长的整数倍，因而相互加强，形成明纹。
当衍射角Φ适合条件(2)时，两狭缝射出的子波的光程差是半波长的奇数倍时，干涉减弱应形成暗纹。
所以干涉加强的角度为(3)干涉减弱的角度(4)五、实验内容及步骤1.仪器连接时，预先接需要调整双缝衍射板的缝宽。
2.当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90刻度的一对线一致。
3.转动小平台使固定臂的指针在小平台的180处，此时小平台的0就是狭缝平面的法线方向。
4.这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角0开始，在双缝的两侧使衍射角每改变1 读取一次表头读数，并记录下来。
5.这时就可画出双缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
此实验曲线的中央较平，甚至还有稍许的凹陷，这可能是由于衍射板还不够大之故。
由于衍射板横向尺寸小，所以当b取得较大时，为了避免接收喇叭直接收到发射喇叭的发射波或通过板的边缘过来的波，活动臂的转动角度应小些。
北邮电磁场与微波实验报告
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。
北邮通信工程微波实验报告
本次分支线匹配器实验是微波第一次实验，由于基础知识不牢固和对软件不太熟悉，实验 做得磕磕绊绊，但通过我不断复习、反思、改正，实验的结果还是令人满意的。
这次实验中，我对书本上介绍的单支节匹配和双支节匹配进行了仿真。随着工作频率的提 高及相应波长的减小，集总参数元件的寄生参数效应就会变得明显，当波长明显小于典型的电 路元件长度时，分布参数元件得到了广泛的应用。此时，实现阻抗匹配需要在负载和传输线之 间并联或串联分支短截线，代替分立元件。阻抗匹配通常是为了获得最大传输功率，改善系统 的信噪比，在功分网络中降低振幅相位误差。
图 1.9 调谐界面 在 Graph 中，点菜单栏的 Tune 图标，会出现上图 Variable Tuner 的方框，在里面移动调谐 变量的箭头，观察图的变化，选择最佳的值，使输入端口的反射系数幅值在中心频率 2GHz 处 最低。 调谐前后的反射系数如图 1.10 所示，粉红色为调谐前的反射系数，蓝色为调谐后反射系数。
电磁场与微波技术实验报告
由以上的分析与计算，可绘制电路图，如图 1.5 所示。PORT1 表示端口，输入阻抗Zin 75 ； TL1 表示传输线特性阻抗 Z0 75 ；TL3 为 T 型接头，其分支的作用；MLEF(TL4)为终端开路 微带线，作为并联的单支节线，其宽度和长度为计算得出的值。MLIN(TL2)为传输线，长度为 之前计算得到值。RL1 为电感电阻串联器件，表示负载阻抗 ZL (64 j35) ，最后接地。MSUB 表示介质基片。
3、思考题 如果不考虑微带线不均匀性模型如 T 型接头、阻抗跳变器等，仿真的结果有何变化？分析
变化的原因。
答：除去 T 型接头后，双支节匹配的电路图如下图所示：
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电磁场与微波技术实验报告
北交大电磁兼容实验二 天线特性测量试验
电磁场与电磁兼容实验报告学号：********姓名：***院系：电信学院专业：信号1402教师：***2016年4月22日实验二天线特性测量试验实验时间：2015年4月22日实验地点：YF303实验小组成员：吴星宇，张丹阳，周彦云一、实验目的通过研究手机WiFi 天线的辐射方向性、加深了解天线的互易定理，掌握天线增益和天线系数的计算方法。
二、实验原理和内容1. 手机WiFi天线接收方向性测试；2. 手机WiFi天线增益和天线系数测试。
用一手机下载连接在同一台路由器中电脑上的文件，在用另一手机，利用手机天线辐射的方向性找出手机WIFI天线接收信号最强的方向，做出方向分析图，然后测量手机距地面高度及路由器的距离，利用频谱仪测得天线发射频率的端口电压值，测出天线方向性系数和增益。
三、实验步骤手机WiFi天线接收方向性测试。
1.将所测手机置于路由器所发信号的远场区与路由器天线的同一水平面内，用另一部手机下载电脑中的文件。
2.用被测试手机的WIFI 分析仪软件，测试无线路由器发出的信号，将方位板的00定在某一方向，在所选的测试点手机竖立放置（必做实验项目），手机转动每间隔150方位角记录一次手机接收到的功率数据、在每一位置手机要测试足够时间（10S以上）以保证数据的可靠性，获得24组数据。
记录手机与试验用无线路由器的距离。
手机WiFi天线增益和天线系数测试1.将频谱仪天线的放在测试手机位置处（与路由器天线的距离同样是d），2.将手机的最大接收方向（由试验内容1确定）指向无线路由器天线，手机与无线路由器天线之间的距离为d，记录WIFI 分析仪显示的接收信号的功率数值和频谱仪所测得的无线路由器天线所发射频率的端口电压值。
3.计算出手机天线的天线系数和增益。
根据互易定理同一幅天线，作发射天线的增益和作接收天线的增益相同来计算。
四、实验数据和结果分析1. 手机WiFi天线接收方向性测试手机与试验用无线路由器的距离：1.5米。
北邮-电磁场与电磁波实验报告--用谐振腔微扰法测量介电常数、天线的特性和测量
电磁场与微波测量实验班级：xxx成员：xxxxxxxxx撰写人：xxx实验六用谐振腔微扰法测量介电常数微波技术中广泛使用各种微波材料，其中包括电介质和铁氧体材料。
微波介质材料的介电特性的测量，对于研究材料的微波特性和制作微波器件，获得材料的结构信息以促进新材料的研制，以及促进现代尖端技术(吸收材料和微波遥感)等都有重要意义。
一、实验目的1．了解谐振腔的基本知识。
2．学习用谐振腔法测量介质特性的原理和方法二、实验原理本实验是采用反射式矩形谐振腔来测量微波介质特性的。
反射式谐振腔是把一段标准矩形波导管的一端加上带有耦合孔的金属板，另一端加上封闭的金属板，构成谐振腔，具有储能、选频等特性。
谐振条件：谐振腔发生谐振时，腔长必须是半个波导波长的整数倍，此时，电磁波在腔内连续反射，产生驻波。
谐振腔的有载品质因数QL由下式确定：式中：f0为腔的谐振频率，f1，f2分别为半功率点频率。
谐振腔的Q值越高，谐振曲线越窄，因此Q值的高低除了表示谐振腔效率的高低之外，还表示频率选择性的好坏。
如果在矩形谐振腔内插入一样品棒，样品在腔中电场作用下就会极化，并在极化的过程中产生能量损失，因此，谐振腔的谐振频率和品质因数将会变化。
电介质在交变电场下，其介电常数ε为复数，ε和介电损耗正切tanδ可由下列关系式表示：其中：ε’和ε’’分别表示ε的实部和虚部。
选择TE10n，(n为奇数)的谐振腔，将样品置于谐振腔内微波电场最强而磁场最弱处，即x＝α／2，z＝l／2处，且样品棒的轴向与y轴平行，如图2所示。
假设：1．样品棒的横向尺寸d(圆形的直径或正方形的边长)与棒长九相比小得多(一般d／h<1／10)，y方向的退磁场可以忽略。
2．介质棒样品体积Vs远小于谐振腔体积V0，则可以认为除样品所在处的电磁场发生变化外，其余部分的电磁场保持不变，因此可以把样品看成一个微扰，则样品中的电场与外电场相等。
这样根据谐振腔的微扰理论可得下列关系式：式中：f0,fs分别为谐振腔放人样品前后的谐振频率，Δ(1／QL)为样品放人前后谐振腔的有载品质因数的倒数的变化，即QL0，QLS分别为放人样品前后的谐振腔有载品质因数。
北邮微波实验报告
信息与通信工程学院电磁场与微波技术实验报告实验二微带分支线匹配器实验目的1．熟悉支节匹配器的匹配原理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实验原理1.支节匹配器支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），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。
单支节匹配器：调谐时，主要有两个可调参量：距离d和分支线的长度l。
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0+B形式，即=0+B，其中0=1/0 。
并联开路或短路分支线的作用是抵消Y的电纳部分，使总电纳为0 ，实现匹配，因此，并联开路或短路分支线提供的电纳为−B，根据该电纳值确定并联开路或短路分支线的长度l，这样就达到匹配条件。
双支节匹配器：通过增加一支节，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（注意双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。
2.微带线微带线是有介质(>1) 和空气混合填充，基片上方是空气，导体带条和接地板之间是介质，可以近似等效为均匀介质填充的传输线，等效介质电常数为，介于1和之间，依赖于基片厚度H和导体宽度W。
而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为、基片厚度H和导体宽度W有关。
实验内容已知：输入阻抗 Zin=75Ω负载阻抗 Zl=（64+j35）Ω特性阻抗 Z0=75Ω介质基片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=1/4λ，两分支线之间的距离为d2=1/8λ。
画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz的变化。
实验步骤1．根据已知计算出各参量，确定项目频率。
3．设计单枝节匹配网络，在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度，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。
北京邮电大学_电磁场与电磁波实验微波接收系统的测量
北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告学院：电子工程学院班级：组员：报告撰写人：微波收发机的系统调测微波TV收系统的基本原理一、实验原理基本无线通信系统一般由发信机、收信机及其天线（含馈线）构成。
如图1所示。
天馈信源信宿图1 无线通信系统的组成1.发信机发信机的主要作用是将需要传输的信源信号进行处理并发送出去。
首先通过调制器用信源信号对高频正弦载波进行调制形成中频已调制载波，中频已调制载波经过变频器和滤波器转换成射频已调制载波，射频已调制载波送至射频放大器进行功率放大，最后送至发射天线，转换成辐射形式的电磁波发射到空间。
一个典型的无线发信机的组成框图，如图2所示。
图2 无线发信机的组成框图2.收信机收信机的主要作用是将天线接收下来的射频载波还原成要传输的信源信号。
收信机的工作过程实际上是发信机的逆过程，首先对来自接收天线的射频载波信号进行低噪声放大，然后经过下变频器、中频滤波器中频放大器变换称为满足解调电平要求的中频已调制载波，最后经过解调器还原出原始的信源信号。
一个典型的无线收信机的组成框图，如图3所示。
输出信号图3 无线收信机的组成框图3.天线天线是无线通信系统不可缺少的重要组成部分之一。
天线的主要作用是把发信机送来的射频载波变换成空间电磁波并辐射出去（发射端）或者把收到的空间电磁波变换成射频载波并送给收信机（接收端）。
本实验将对使用的额微波收发系统（SD3200）微波电路实验训练系统的各个参数进行测量，实验者能完整、透彻的了解微波射频系统，掌握微波收发系统的基础知识。
SD3200R/T微波TV收发系统由发射机系统和接收机系统两个试验箱组成。
该微波TV收发系统是一套工作在900MHz微波频段的无线通信实训系统，可以进行图像和话音业务的无线传输实验，同时可以进行滤波器，放大器，滤波放大器等电路的相关实验。
微波TV收发系统主要由TV发射机系统和TV 接收机系统两部分组成。
微波发射机和接收机组成方框图如下图所示微波TV收发系统可以提供6个无线信道，信道间隔8MHz，频率设置如二、实验内容及步骤1、发射机的输出频谱测量（1）连接测试系统（频谱分析仪街道功率放大器的输出端）。
电磁场与微波测量实验报告天线特性测试实验报告
电磁场与微波测量实验报告天线特性测试实验报告北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告1天线特性测试及分析本实验主要是学习天线理论、掌握天线方向图的概念以及学习天线方向图的测量方法。
以下是天线的概念及有关名词的解释。
一、天线的概念无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等。
二、天线的方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的2天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。
三、天线的增益增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。
增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离越远。
增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
北邮电磁场实验-波导波长的测量
北邮电磁场实验-波导波长的测量北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验二波导波长的测量学院：电子工程学院班级： 2011211207 组员：邹夫、马睿、李贝贝执笔：邹夫目录1.实验内容 (1)1.1实验目的 (1)1.2实验设备 (1)1.3实验系统框图 (2)1.3实验步骤 (2)2.实验原理 (4)2.1两点法 (4)2.2间接法 (5)3实验数据与分析 (6)3.1测量波导波长 (6)3.1.1两点法 (6)3.1.2直接法 (6)3.2晶体检波特性 (7)3.2.1晶体校准曲线图 (7)3.2.2晶体检波率公式计算 (10)3.3误差分析 (10)4.思考题 (10)5.实验心得与体会 (12)1.实验内容1.1实验目的通过博导波长测量系统测出波导波长。
1.2实验设备1.DH1121C型微波信号源2.DH364A00型3cm测量线1.3实验系统框图1.3实验步骤测量波导波长1.观察衰减器、空腔波长计、主播测量线的结构形式、读数方法；2.按照系统框图检查系统的连接装置以及连接电缆和电缆头；3.开启信号源，预热仪器，并按照操作规则调整信号工作频率以及幅度，并调整调制频率；4.利用两点发进行测量，将波导测量线终端短路，调测放大器的衰减量和可变衰减器使当探针位于波腹时，放大器只是电表接近满格，用两点法测量波导波长；5.将驻波测量线探针插入适当深度，将探针移到两个波节点的重点位置，然后调节其调谐贿赂，使测量放大器指示最大；6.利用间接法来测量波导波长λ。
首先用波g长计测量信号波长λ，测三次去平均值。
再计算λ。
测量完成后要将波长计从谐振点调开，g以免信号衰减影响后面的测量；校准晶体二极管检波器的检波特性7.将探针沿线测量线移动，按测量放大器指示改变最大值刻度的10%，记录一次探针位置，给出U沿线的分布图形；8.设计表格，用驻波测量线校准晶体的检波特性；9.做出晶体检波器校准曲线图；10.再移动探针到驻波的波腹点，记录数据，分别找到波腹点两相邻边指示电表读数为波腹点50%对应的值，记录此刻探针的位置d1，d2，根据公式求得晶体检波率n，和8所得的数值进行比较。
北邮电磁场与微波实验天线部份实验报告二
信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告实验二网络分析仪测试八木天线方向图一、实验目的1．把握网络分析仪辅助测试方式；2．学习测量八木天线方向图方式；3．研究在不同频率下的八木天线方向图特性。
注：重点观看不同频率下的方向图形状，如：主瓣、副瓣、后瓣、零点、前后比等;二、实验步骤:(1) 调整分析仪到轨迹（方向图）模式;(2) 调整云台起点位置270°；(3) 寻觅归一化点(最大值点);(4) 旋转云台一周并读取图形参数;(5) 坐标变换、变换频率（f600Mhz、900MHz、1200MHz），分析八木天线方向图特性；三、实验测量图不同频率下的测量图如下：600MHz：900MHz：1200MHz：四、结果分析在实验中，别离对八木天线在600MHz、900MHz、1200MHz频率下的辐射圆图进行了测量，发觉频率是900MHz的时候成效是最好的，圆图边沿的毛刺比较少，方向性比较好，主瓣的面积比较大。
当频率为600 MHz的时候，圆图周围的毛刺现象比较严峻，当频率上升到1200MHz时，辐射圆图开始变得不规那么，在某些角度时显现了专门大的衰减，由对称转向了非对称，圆图边缘的毛刺现象就超级明显了，乃至在某些角度下衰减到了最小值。
从整体来看，八木天线由于测量的是无线信号，因此受周围环境的阻碍仍是比较大的，因此在测量的时候周围的人应该幸免走动，以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情形。
由实验结果分析可知：最大辐射方向大体在90°和270°这条直线上，图中旁瓣均较小，及大部份能量集中在主瓣。
八木天线由于测量的是无线信号，因此受周围环境的阻碍仍是比较大的，因此在测量的时候应当尽可能维持周边环境参数必然，以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情形。
五、实验总结八木定向天线，具有增益较高、结构轻巧、架设方便、价钱廉价等优势。
因此，它专门适用于点对点的通信，例如它是系统的室外接收天线的首选天线类型。
北邮电磁场与微波实验天线部分八木天线
信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告——天线部分
班级：
学号：
班内序号：
姓名：
实验二
网络分析仪测试八木天线方向图实验目的:
1.掌握网络分析仪辅助测试方法；
2.学习测量八木天线方向图方法；
3.研究在不同频率下的八木天线方向图特性。
实验步骤:
1.调整分析仪到轨迹（方向图）模式;
2.调整云台起点位置270°；
3.寻找归一化点(最大值点);
4.旋转云台一周并读取图形参数;
5.坐标变换、变换频率（600MHz、900MHz、1200MHz），分析八木
天线方向图特性；
测量图600MHz
900MHz
1200MHz
实验结果分析
随着频率的增高，圆图四周的毛刺现象越来越严重，600 MHz的时候四周的辐射情况反映在圆图上是一个对称的图形，当频率上升到900MHz时，辐射圆图开始变得不规则，在某些角度时出现了很大的衰减，由对称转向了非对称，当频率上升到1200MHz时，圆图边缘的毛刺现象就非常明显了，甚至在某些角度下衰减到了最小值。
实验心得
通过测量不同频率的电磁波通过八木天线的接收，我发现在不同
方向接收到的信号强度不同，实际应用中的有向天线和基站的扇区覆盖，我想就是应用了这样的原理。
天线实验将我们电磁波学习的理论知识跟实际应用有机地结合在一起，尤其是smith圆图在现实和仿真中的作用。
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电磁场与电磁波（天线部分）实验报告
实验二
班级：2010211110班
姓名：谢牧彤
学号：10210289
日期：20130503
实验二网络分析仪测试八木天线方向图
1.实验目的
1.掌握网络分析仪辅助测试方法；
2.学习测量八木天线方向图方法；
3.研究在不同频率下的八木天线方向图特性。
注：重点观察不同频率下的方向图形状，如：主瓣、副瓣、后瓣、零点、前后比等。
2.实验原理
实验中用的是七单元八木天线，包括一个有源振子，一个反射器，五个引向器（在此图中再加2个引向器即可）
图2.1 八木天线原理图
引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略长于二分之一波长，两振子间距四分之一波长。
此时，引向器对感应信号呈“容性”，电流超前电压90°；引向器感应的电磁波会向主振子辐射，辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90°，恰好抵消了前面引起的“超前”，两者相位相同，于是信号叠加，得到加强。
反射器略长于二分之一波长，呈感性，电流滞后90°，再加上辐射到主振子过程中又滞后90°，与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180°，起到了抵消作用，一个方向加强，一个方向削弱，便有了强方向性。
发射状态作用过程亦然。
3.实验步骤
（1）调整分析仪到轨迹（方向图）模式；
（2）调整云台起点位置270°；
（3）寻找归一化点（最大值点）；
（4）旋转云台一周并读取图形参数；
（5）坐标变换、变换频率（f=600MHz、900MHz、1200MHz），分析八木天线方向图特性。
4.实验数据
当f=600MHz时，接收信号分贝强度（对数）方向图：
图4.1 f=600MHz接收信号方向图（dB）当f=600MHz时，接收信号百分比强度方向图：
图4.2 f=600MHz接收信号方向图（%）
从百分比图和数据得出有两个峰值方向，分别为292°（幅度为96.7%）和98°（幅度为99.8%）。
当f=900MHz时，接收信号分贝强度（对数）方向图：
图4.3 f=900MHz接收信号方向图（dB）当f=900MHz时，接收信号百分比强度方向图：
图4.4 f=900MHz接收信号方向图（%）
从百分比图和数据得出有在95°处有一个峰值（幅度为1）。
而后瓣衰减严重，峰值仅为285°处（幅度为30.3%）
当f=1200MHz时，接收信号分贝强度（对数）方向图：
图4.5 f=1200MHz接收信号方向图（dB）当f=1200MHz时，接收信号百分比强度方向图：
图4.6 f=1200MHz接收信号方向图（%）
从百分比图和数据可得出在57°和154°处各有一个峰值（幅度分别为72.8%和93.6%），这些都属于旁瓣。
旁瓣的扩大严重干扰了主瓣，按实验经验在92°找到被削弱的主瓣，幅度为61.4%。
而在218°~341°范围内幅度一直居高不下，接近1左右，其为后瓣。
5.实验结果分析
表5-1 不同频率下八木天线的工作参数
八木天线的优点在于方向性很好。
其引向器能够增强主瓣，而反射器能够消除后瓣，因此其较理想方向图应该是只有一个明显的主瓣，其余成分比如旁瓣、后瓣越小越好。
本次实验中比较符合理想的方向图是900MHz的实验结果，而600MHz的问题在于后瓣太大，1200MHz 则出现两个明显旁瓣，后瓣也太宽，表明其受到了严重干扰。
原因是什么？是因为实验环境下600MHz和1200MHz的噪音太高对天线造成了干扰？亦或是此次实验使用的八木天线工作频率在900MHz左右，偏离工频太多便会影响性能不能正常工作？这都需要进一步实验的测试，本次试验所得到的信息是远远不够的。
6.心得体会
八木天线是上世纪二十年代日本的两位科学家发明的天线，因为其方向性明显的特点，其性能比单振子或双振子直立天线要好。
本实验中900MHz的实验结果让我对八木天线的方向性有了直观的认识。
然而，为什么实验用天线在900MHz工作良好，在其他频率却出现了各种各样的问题呢？这个问题不由得让我思考。
可能的原因是室内同学们的手机信号造成干扰，但查阅手机信号频段表：
GSM900M：890MHz－915MHz(上行) 935MHz－960MHz(下行)
CDMA800M：825MHz－835MHz(上行) 870MHz－880MHz(下行)
DCS1800M：1850MHz－1910MHz(上行）1930MHz－1990MHz(下行）PCS1900M：1850MHz－1910MHz(上行）1930MHz－1990MHz(下行）
发现其实900MHz信号更易受干扰，但为什么900MHz信号的工作情况反而更好呢？是否与天线本身的工频有关？这些都需要了解更多的跟实验用的这根天线有关的信息，做更多的实验。
科学必须要有猜想，但科学不是猜想，必须要大量的理论证明和实验验证来支撑。
实验二的步骤比实验一稍难，但我们在仔细研究后也解决了。
通过这个实验，我不仅了解了八木天线的工作原理，也加强了我的科学素养。