波导中的数字计算方法
信道间隔的公式
信道间隔的公式
信道间隔的公式因信道类型的不同而有所不同。
在计算信道间隔时，一般使用以下公式：1.对于带间信道，信道间隔等于信道带宽加上信道间隔。
具体计算公式为：信道
间隔= 信道带宽+ 信道间隔。
2.对于通信时隙，可以使用以下公式来计算时隙长度：时隙长度= 2 * 链路长度
/ 信号传播速率。
同时，为了确保数据传输的正确性，每个时隙的开始处只能发送数据，不能在同一时隙的中间发送数据。
3.对于信道频率间隔，可以根据光速和波长间隔的关系进行换算。
具体换算公式
为：光速= 波长间隔* 频率。
根据这个公式，可以得出频率间隔与波长间隔的关系为：频率间隔= 光速/ 波长间隔。
总之，信道间隔的计算公式取决于信道的类型和参数，需要根据具体情况进行选择和应用。
高频头LNB讲解
LNB一般我们所说的“天线”是0.25m、0.45m或者4m、6m甚至更大的比较常见的锅面天线。
其实那些都不是真正意义上的天线，是直观上看到的天线反射器（面）；真正的“天线”是高频头里被馈源包围的，只有像探针那么小的振子，被称作天线振子或者耦合振子，简称振子。
而我们常常把接收电波的反射器和高频头这一整套设备叫做天线是不科学的。
由此可知，常见的卫星电视接收天线包括两个部分，一个是反射器，一个是高频头。
高频头又包括两个部分，天馈和高放。
天馈是无源部分，由馈源和振子组成。
馈源又叫做谐振波导构成的辐射器，振子安插在馈源中间。
振子的长短与所接收电波的波长有关，振子长度应该是所接收的波长的1/4左右。
拿最常见的抛物面天线来说，锅面的切面成抛物线形，高频头被安装在抛物线焦点上；电磁波从卫星发射出来，投射到反射锅面，由反射面反射到高频头的馈源里。
外形呈圆形的馈源是一个汇集电磁波的喇叭，它的任务就是把抛物面反射过来的电磁波能量收集起来。
拿C波段高频头馈源来说吧（图3），它的体积比较大，大家看起来比较容易理解。
Ku 波段高频头馈源结构一样，就是体积小，馈源盘几乎都是密封的，不太好观察。
圆形的馈源盘至少有两环，有的有三环、五环或更多，就像水面扩散出来的波纹，都是同心圆。
如果是偏馈天线的馈源盘，从中心环到最外环，依次升高，就像梯田一样，所以叫做梯形馈源盘；这是专门为偏馈天线设计的，能最大程度地吸收电磁波能量。
图3馈源盘跟波导管连接，波导管末端是方形的“法兰盘”，波导管里就是天线振子。
由馈源收集的电磁波能量，经过波导管传输到固定的振子上。
波导管末端的法兰盘就是用来连接高放的。
C波段、Ku波段高频头的法兰盘不太一样，C波段高频头上的法兰盘外形和内径都是长方形，内径长×宽是58.2mm×29.1mm；Ku波段高频头上的法兰盘外形是正方形，内径是长方形，内径长×宽是19mm×9.5mm。
传输线波长计算公式
传输线波长计算公式传输线波长计算公式是用来计算传输线上的波长的。
在电磁波传输中，波长是指波的一个完整周期所占据的空间距离。
波长的计算公式可以通过传输线的特性参数来确定。
下面将介绍传输线波长计算公式的相关内容。
传输线波长的计算公式是根据传输线的特性阻抗和频率来确定的。
在电磁波传输中，传输线的特性阻抗是指单位长度的传输线上的电压和电流的比值。
传输线波长的计算公式可以通过以下公式来表示：波长 = 速度/频率其中，速度是指电磁波在传输线上传播的速度，频率是指电磁波的振动次数。
传输线的特性阻抗可以通过以下公式来计算：特性阻抗 = (电感 + 电容) / (电导 + 电阻)其中，电感和电容分别是传输线的电感和电容参数，电导和电阻分别是传输线的电导和电阻参数。
传输线波长的计算公式可以通过以上公式来确定。
根据传输线的特性阻抗和频率，可以计算出传输线上的波长。
传输线波长的计算公式可以帮助工程师们在设计和优化传输线时，了解电磁波在传输线上的传播情况，以及传输线的特性参数对传输性能的影响。
传输线波长的计算公式的应用非常广泛。
在无线通信系统中，传输线波长的计算公式可以用来确定天线长度和传输线长度，从而保证无线信号的传输质量。
在光纤通信系统中，传输线波长的计算公式可以用来确定光纤的长度，从而保证光信号的传输质量。
在微波电路设计中，传输线波长的计算公式可以用来确定微波传输线的长度，从而保证微波信号的传输质量。
传输线波长的计算公式是一种重要的工具，可以帮助工程师们设计和优化传输线，以保证电磁波的传输质量。
通过传输线波长的计算公式，可以确定传输线上的波长，从而了解传输线的传输特性。
传输线波长的计算公式在无线通信、光纤通信和微波电路设计等领域有着广泛的应用。
希望本文对传输线波长的计算公式有所了解，对读者有所帮助。
光纤通信简明教程习题及题解
光纤通信简明教程习题及题解《光纤通信简明教程》习题及题解1-1 光程差计算波长为1.55 µm 的两束光沿z ⽅向传输，从A 点移动到B 点经历的路径不同，其光程差为20 µm ，计算这两束光的相位差。
解：两束光的相位差由式（1.2.8）可知2z φλπΔΔ== 2π×20/1.55 = 25.8 π弧度2-1 mW 和dBm 换算⼀个LED 的发射功率是3 mW ，如⽤dBm 表⽰是多少？经过20 dB 损耗的光纤传输后还有多少光功率？解：LED 的输出功率⽤式（B.1）计算为dBm = 10 log P = 10 log 3 ≈ 4.77 dBm或者从附录D 中查表也可以近似得到。
经过20 dB 损耗的光纤传输后，还有4.77 ? 20 = ?15.23 dBm 的光功率。
2-2 光纤衰减注⼊单模光纤的LD 功率为1 mW ，在光纤输出端光电探测器要求的最⼩光功率是10 nW ，在1.3 µm 波段⼯作，光纤衰减系数是0.4 dB/km ，请问⽆需中继器的最⼤光纤长度是多少？解：由式（2.3.3）可得3in 9dB out 111010lg 10lg 125 km 0.41010P L P α===????×???? 2-3 材料⾊散光源波长谱宽λΔ和⾊散τΔ指的是输出光强最⼤值⼀半的宽度，21λΔ称为光源线宽，它是光强与波长关系曲线半最⼤值⼀半的宽度，21τΔ是光纤输出信号光强与时间关系曲线半最⼤值⼀半的宽度。
已知光纤的材料⾊散系数为（1.55 µm ）。
11m nm km ps 22??=D 请计算以下2种光源的硅光纤每千⽶材料⾊散系数：当光源采⽤⼯作波长为1.55 µm 、线宽为100 nm 的LED 时；当光源采⽤⼯作波长仍为1.55 µm 、但线宽仅为2 nm 的LD 时。
解：对于LED ，nm 10021=Δλ，由式（2.3.7）可以得到()()()ps 200 2nm 100nm km ps 22km 1111m 21==Δ≈Δ??λτD L ，或者 2.2ns 。
微波实验报告波导波长测量
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。
微波基本参数的测量
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。
光波导 传播常数
光波导传播常数光波导是一种用于光信号传输的光纤结构，由光学材料构成。
在光波导中，光信号通过长距离传输，并且能够保持其强度和质量。
传播常数是光波导中的一个重要参数，它描述了光信号在光波导中传播的特性。
光波导中的传播常数通常由两个参数来描述，包括相位常数β和衰减常数α。
相位常数β描述了光信号的相位变化，它决定了光信号传播的速度。
衰减常数α描述了光信号在传播过程中的损失，它决定了光信号的强度变化。
相位常数β的计算可以使用折射率来进行。
在光波导中，折射率是光信号传播速度的关键参数，它决定了光信号在光波导中的传播速度。
一般而言，折射率是介质中光速度的比值，通常表示为n。
在光波导中，可以使用有效折射率来描述光信号在波导中的传播速度。
有效折射率是一种加权平均值，它考虑了波导中的介质分布和光信号的分布情况。
衰减常数α的计算可以使用光波导的损耗来进行。
在光波导中，主要的损耗来源包括吸收损耗、散射损耗和耦合损耗。
吸收损耗是由于光信号被光波导中的材料吸收而产生的，散射损耗是由于光信号被光波导中的微观结构散射而产生的，耦合损耗是由于光信号在波导的输入和输出之间的耦合效应而产生的。
这些损耗可以通过实验测量来获得，从而计算出衰减常数α。
除了相位常数β和衰减常数α，光波导中还有其他一些相关的参数和特性。
例如，波导常数k是相位常数β和波长λ之间的比值，描述了光信号的相位变化程度。
色散常数D描述了光信号在光波导中传播时的色散效应，即不同波长的光信号在传播过程中的传播速度不同。
这些参数和特性对于光波导中的光信号传输和应用具有重要意义，能够提供准确的传输性能和质量保障。
总结起来，光波导中的传播常数是描述光信号在光波导中传播特性的重要参数，包括相位常数β和衰减常数α。
相位常数β描述了光信号的相位变化，衰减常数α描述了光信号在传播过程中的强度变化。
除了传播常数，还有其他一些相关的参数和特性，例如波导常数和色散常数等。
这些参数和特性对于光波导中光信号的传输性能和应用具有重要意义。
高频头LNB
LNB一般我们所说的“天线”是0.25m、0.45m或者4m、6m甚至更大的比较常见的锅面天线。
其实那些都不是真正意义上的天线，是直观上看到的天线反射器（面）；真正的“天线”是高频头里被馈源包围的，只有像探针那么小的振子，被称作天线振子或者耦合振子，简称振子。
而我们常常把接收电波的反射器和高频头这一整套设备叫做天线是不科学的。
由此可知，常见的卫星电视接收天线包括两个部分，一个是反射器，一个是高频头。
高频头又包括两个部分，天馈和高放。
天馈是无源部分，由馈源和振子组成。
馈源又叫做谐振波导构成的辐射器，振子安插在馈源中间。
振子的长短与所接收电波的波长有关，振子长度应该是所接收的波长的1/4左右。
拿最常见的抛物面天线来说，锅面的切面成抛物线形，高频头被安装在抛物线焦点上；电磁波从卫星发射出来，投射到反射锅面，由反射面反射到高频头的馈源里。
外形呈圆形的馈源是一个汇集电磁波的喇叭，它的任务就是把抛物面反射过来的电磁波能量收集起来。
拿C波段高频头馈源来说吧（图3），它的体积比较大，大家看起来比较容易理解。
Ku 波段高频头馈源结构一样，就是体积小，馈源盘几乎都是密封的，不太好观察。
圆形的馈源盘至少有两环，有的有三环、五环或更多，就像水面扩散出来的波纹，都是同心圆。
如果是偏馈天线的馈源盘，从中心环到最外环，依次升高，就像梯田一样，所以叫做梯形馈源盘；这是专门为偏馈天线设计的，能最大程度地吸收电磁波能量。
图3馈源盘跟波导管连接，波导管末端是方形的“法兰盘”，波导管里就是天线振子。
由馈源收集的电磁波能量，经过波导管传输到固定的振子上。
波导管末端的法兰盘就是用来连接高放的。
C波段、Ku波段高频头的法兰盘不太一样，C波段高频头上的法兰盘外形和内径都是长方形，内径长×宽是58.2mm×29.1mm；Ku波段高频头上的法兰盘外形是正方形，内径是长方形，内径长×宽是19mm×9.5mm。
第6章光波导调制技术
E0
cos
0t
0
M
AE0 2
cos
0
m
t
0
M
AE0 2
cos
(0 m)t 0
（6.2-4）
此式表明，调幅波已不是原来的简单正弦波，而是多
个不同频率的谐和函数之和。第一项是载波分量，第
二、三项是新振荡。
长春理工大学
第6章 光调制和光波导调制器
如果是多色调幅光频信号，即是由几个不同频率的信 号同时注入，光载波，则已调制电场可写为：
n1
（6.2-16） 此式表明，调频电场除含有与载波相关的项以外，还
有与调制频率成倍数的无数个边频带。
长春理工大学
பைடு நூலகம்
第6章 光调制和光波导调制器
如果是限调制，即
M
2
,则有
和 cosM sinmt 1
sin M sinmt M sinmt
（6.2-17） （6.2-18）
因此可得：
E t E0 cos0t 0 E0M sin 0t 0 sinmt
长春理工大学
第6章 光调制和光波导调制器
光调制的过程是通过光传输介质的物理效应而进行的。 作为信息载波的激光具有振幅、频率和相位等载波参 数。利用外界信号连续地改变载波的任一参数都可以 实现光波调制，根据被调制的载波参数分别称为振幅 调制、频率调制、相位调制和强度调制，这些调制方 式统称为模拟调制。 激光辐射的瞬时电场为:
加电场之后晶体的感应主轴x?y?分别旋转到与原主轴成45的夹角方向因此入射光束p行的线偏振光束进入晶体z0并分解成沿x?y?轴的两个相位和振幅均分别相等的分量即6328长春理工大学634电光强度调制第6章光调制和光波导调制器因此输入光强6328当光通过长度为l的晶体后在输出面处zlx?和y?分量之间将产生相位延迟则有长春理工大学第6章光调制和光波导调制器而输出光强则为sinsin6330因此透过率6332长春理工大学第6章光调制和光波导调制器sinsinsinsinsinsinsin6334此式表明透过率随外加电压而变化
射频基础知识整理
波腹即最大值，波节即最小值回损：LR=10log(Pi/Pr)= -20log(Vr/Vi) S11= b1/a1=Vr/Vi插损：LA=10log(Pi/P L)= -20log(V L/Vi) S21=b2/a1=V L/ViPi为器件入射功率Pr为器件反射功率P L 为输出端传递给负载的功率（传输功率）RL=-20lgS11（当双端口网络输出端与负载匹配时，S11即反射系数Γ）Г1/7.9100mW ——20dBm ——3.16V1。
交调和互调如果有两个频率F1，F2，经过非线性器件，会有2F1－F2和2F2－F1，叫三阶～调。
如果有个强干扰（通常是邻信道〕，再加上收发隔离不好，由于LNA的非线性，会对有用信道产生AM调制，这个似乎就是另一个”调“了。
互，意思是“相互”。
交，意思是“交叉”（废话，谁不知！〕E文正好也有INTER MODULAION（相互调）和CROSS MODULATION（交叉调），如果互调与交调是泊来的，那么以上第一个应该叫三阶互调，后者叫交调。
但我们很多人都习惯叫三阶交调。
那三阶互调怎么办？这就象电感为色么要用”L“来表示，只是个名，不必认真，只要明白其意义就是了微波天线用波导3G以下频率，波长大于10cm时，采用同轴线，矩形波导与圆波导尺寸太大本机IP 10.53.1.132声音频率，20HZ-20KHZ3G宽频1710—2170（1710—1880、1850—1990、1920—2170）3FCDMA800 806-896 806、824、860、896GSM900 870-960 870、885、915、960DCS1800 1710-1880PHS1900 1850-1990中国3G划分电信1920-1935、2110-2125联通1940-1955、2130-2145移动1880-1990、2010-2025Global System for Mobile Communications（GSM）全球移动通讯系统Digital Cellular System at 1800MHz 1800 MHz数字蜂窝系统1800MHz数字蜂窝系统和900MHz GSM系统并称双频网目前我国主要的两大GSM系统为GSM 900及GSM1800，由于采用了不同频率，因此适用的手机也不尽相同。
太赫兹天线（二）
DCWTechnology Lecture技术讲座1数字通信世界2024.04上一讲所介绍的传统型天线，仍不能完全满足未来6G 等对利用太赫兹通信电路的要求，例如，平面电路广泛采用的微带贴片天线，天线效率较低，每个单元增益仅一至数分贝，甚至为负值，相对带宽（通频带上下限频率差与中心频率之比）仅百分之一左右，天线效率也欠佳，此外，在天线的可重构（工作频率、多波束、波束扫描等）方面也难以提供更多、更大的灵活性。
光电导天线是利用光致电导效应，用一束光脉冲或两束不同频率的连续波激光作用于光电器件，将光转换为太赫兹频率的电磁波，既可作为太赫兹源，又可作为辐射太赫兹波的天线，并因其具有高强度、高辐射效率和宽带响应性能而成为太赫兹技术生要的组成部分。
此外，利用太赫兹工作波长极短的特点，以及相应出现的亚波长技术，即电路尺寸远小于太赫兹波长的技术，可进一步制作出芯片上天线，更好地实现与其他射频电路集成。
但芯片天线也面临若干技术的挑战。
石墨烯等新材料的出现和超材料、超平面和衬底集成波导的理论与技术的成果，为太赫兹天线集成芯片化开辟了新的有效的途径。
1 光电导天线（PhotoconductiveAntenna，PCA）[1]-[7]1.1 基本原理与构成太赫兹波光电导天线（PCA ）原理如图1所示。
通常是在由III-V 族化合物加工而得到的半绝缘高电阻Si-GaAs 做的衬底上，外延生长出一层GaAs 半导体薄膜。
在此薄膜上沉积出金属电极，并加上偏置电压；二电极间接一偶极子，将波长为800 nm 或1 100~1 550 nm的激光用飞秒（1 ps 或更高）脉冲调制后，照射偶极子间隙处的半导体薄膜，激光光子被半导体薄膜材料吸收，当光子能量大于半导体导带与价带之间的能带带隙时，便将载流子（电子）从价带激发到导带，而价带出现空穴，形成空穴-电子对，成为自由载流子，然后它们被偏置产生的电场加速，载流子电荷的运动便是电流，称为光生电流，简称光电流。
电磁波传播特性实验报告
一、实验目的1. 理解电磁波的基本概念和传播特性。
2. 掌握电磁波传播实验的基本操作和数据处理方法。
3. 通过实验验证电磁波在自由空间、导电媒质和不同介质界面上的传播特性。
二、实验原理电磁波是一种由振荡的电场和磁场组成的波动，能够在真空和介质中传播。
电磁波的传播特性包括传播速度、波长、频率、衰减、反射、折射和干涉等。
本实验主要研究以下几种特性：1. 电磁波在自由空间中的传播速度。
2. 电磁波在导电媒质中的传播速度和衰减。
3. 电磁波在不同介质界面上的反射和折射。
三、实验仪器与设备1. 电磁波发射器：产生不同频率的电磁波。
2. 电磁波接收器：接收电磁波信号，并测量其强度。
3. 波导：用于传输和测量电磁波。
4. 信号发生器：产生标准频率信号，用于校准实验设备。
5. 数字示波器：显示和记录电磁波信号。
6. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 自由空间传播实验（1）将电磁波发射器和接收器放置在自由空间中，保持两者之间的距离不变。
（2）调整信号发生器，产生不同频率的电磁波。
（3）测量接收器接收到的电磁波信号强度，并记录数据。
2. 导电媒质传播实验（1）将电磁波发射器和接收器放置在导电媒质中，保持两者之间的距离不变。
（2）调整信号发生器，产生不同频率的电磁波。
（3）测量接收器接收到的电磁波信号强度，并记录数据。
3. 介质界面反射和折射实验（1）将电磁波发射器放置在介质界面一侧，接收器放置在另一侧。
（2）调整信号发生器，产生不同频率的电磁波。
（3）测量接收器接收到的反射和折射信号强度，并记录数据。
五、实验数据与分析1. 自由空间传播实验通过实验数据，可以计算出电磁波在自由空间中的传播速度，并与理论值进行比较。
2. 导电媒质传播实验通过实验数据，可以计算出电磁波在导电媒质中的传播速度和衰减系数，并与理论值进行比较。
3. 介质界面反射和折射实验通过实验数据，可以计算出电磁波的反射率和折射率，并与理论值进行比较。
无线电波传播方式与各频段利用
⽆线电波传播⽅式与各频段利⽤⽆线电波传播⽅式与各频段的利⽤⽆线电通信是利⽤电磁波在空间传送信息的通信⽅式。
电磁波由发射天线向外辐射出去，天线就是波源。
电磁波中的电磁场随着时间⽽变化，从⽽把辐射的能量传播⾄远⽅。
⽆线电波共有以下七种传播⽅式（附图为⽆线电波传播⽅式⽰意图）。
（1）波导⽅式当电磁波频率为30kHz以下（波长为10km以上）时，⼤地犹如导体，⽽电离层的下层由于折射率为虚数，电磁波也不能进⼊，因此电磁波被限制在电离层的下层与地球表⾯之间的空间内传输，称为波导传波⽅式；（2）地波⽅式沿地球表⾯传播的⽆线电波称为地波（或地表波），这种传播⽅式⽐较稳定，受天⽓影响⼩；（3）天波⽅式射向天空经电离层折射后⼜折返回地⾯（还可经地⾯再反射回到天空）的⽆线电波称为天波，天波可以传播到⼏千公⾥之外的地⾯，也可以在地球表⾯和电离层之间多次反射，即可以实现多跳传播。
（4）空间波⽅式主要指直射波和反射波。
电波在空间按直线传播，称为直射波。
当电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界⾯时，还会像光⼀样发⽣镜⾯反射，称为反射波。
（5）绕射⽅式由于地球表⾯是个弯曲的球⾯，因此电波传播距离受到地球曲率的限制，但⽆线电波也能同光的绕射传播现象⼀样，形成视距以外的传播。
（6）对流层散射⽅式地球⼤⽓层中的对流层，因其物理特性的不规则性或不连续性，会对⽆线电波起到散射作⽤。
利⽤对流层散射作⽤进⾏⽆线电波的传播称为对流层散射⽅式。
（7）视距传播指点到点或地球到卫星之间的电波传播。
附表给出了从甚低频（VLF）⾄极⾼频（EHF）频段的电波传播⽅式、传播距离、可⽤带宽以及可能形成的⼲扰情况。
序号频段名称频段范围传播⽅式传播距离可⽤带宽⼲扰量利⽤4 甚低频（VLF）3-30kHz 波导数千公⾥极有限宽扩展世界范围长距离⽆线电导航5 低频30-300kHz 地波数千公⾥很有宽扩长距离⽆线电民航战在确定⽆线电系统实际通信距离、覆盖范围和⽆线电⼲扰影响范围时，⽆线电传播损耗是⼀个关键参数。
微波基本参数的测量—原理
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。
在忽略损耗，且管内充满均匀介质（空气）下，波导管内电磁场的各分量可由麦克斯韦方程组以及边界条件得到：()sin()j t z o y x E je ωβωμππα-=-， ()sin()j t z o x xH j e ωβμαππα-=()cos()j t z z x H eωβπα-=， x y z E E E ==，2g πβλ=其中，位相常数g λ=c fλ=。
第三章 微波信号频率及波长测量
m
1 m Ts fs
而在开放期间通过闸门的未知频率脉冲个数为n，则
因此
mTs nTx
Tx m Ts 或 n
fx
n fs m
则fx=nHz。
如取闸门开放时间
1s
计数法
在8位二进制计数器中，例如显示数字为：12345678（计数值n），即选中闸门开放时间为 =1S时，利用
有源法--外差法
fx 混频器 fs 外差振 荡器
低频 放大器
零差法： 测差法： 谐波零拍法：
差频输出
fd f x fs
f d 0, f x f s f d
mf x nf s 0, fx n fs m
标准频率源 将外来未知信号fx与本机的外差振荡器的准确已知频率fs一同加于混频 器，取差频fd=fx-fs。如果fs能够连续变化，则精确调节fs使fd=0，便知道fs=fx， 这个方法称“零差法” 或“零拍法”。
氢原子频率标准
有源谐振器，通常称氢脉泽（原子受 激发射器）。受激产生频率为 1.420405751GHz，功率为10-12W，Q值 极高为2×109。有极高的频率稳定度和 谱线纯度。
特点：
频率可以通过精确计算得到； 准确度数量级为10-12； 长稳：10-13/年，短稳5×10-13/S； 谱线纯度高，噪声特性优于铯频标； 可成为一级频率标准的候选者。
时基相对误差±1/（闸门时间秒数×被测频率（赫兹））
由此可见，在测量低频时，将增加测量误差。一个改进的方法是测周期，即倒数式方案。此方案是将频标
和待测fx位置互换。
计数法
该图中，由于一次计数为2个ns， 因此误差为±2ns，及10-9的数 量级。
波导截止波数 -回复
波导截止波数-回复波导截止波数，也称为临界波数或切截波数，在波导理论中具有重要意义。
本文将一步一步回答与波导截止波数相关的问题，包括定义、计算方法、物理意义、应用等方面。
一、定义：波导截止波数是指波导中的电磁波传播时，频率低于截止频率时，其波长超过了波导尺寸，不能继续有效传播而被截止的最低波数。
波导截止波数与波导尺寸、材料特性、工作频率等密切相关。
二、计算方法：波导截止波数可以通过波导的几何参数以及工作频率来计算。
常见的计算方法有模拟方法和数值方法。
1. 模拟方法：通过求解波导中的电磁波传播方程，可以得到波导截止波数的解析解。
这些方程包括麦克斯韦方程、亥姆霍兹方程等。
但是，这种方法通常只适用于简单的波导结构和边界条件，不适用于复杂情况。
2. 数值方法：基于数值计算的方法包括有限元法、边界元法、有限差分法等。
这些方法通过离散化波导中的场分布，求解所得的离散方程来得到波导截止波数。
数值计算方法能够处理复杂的波导结构和各种边界条件，因此在实际应用中得到广泛应用。
三、物理意义：波导截止波数的物理意义可以从两个方面来理解。
1. 波长限制：波导截止波数反映了波导中波长的限制。
当波导截止波数小于波导中场分布相对较集中的波长时，波导将无法有效传播该波长的电磁波。
波导截止波数能够约束波导传输的频率范围。
2. 模式限制：波导截止波数还反映了波导中能够传播的模式的限制。
波导的截止频率决定了波导中可以传播的模式数目。
当工作频率低于截止频率时，波导只能传播有限个模式，而高于截止频率时，波导可以传播更多的模式。
四、应用：波导截止波数在各个领域中都有重要应用。
1. 光通信：在光波导中，波导截止波数决定了波导的截止波长，从而限制了波导中可以传播的光波长。
这决定了光通信系统的传输带宽和传输距离。
2. 微波技术：在微波波导中，波导截止波数限制了波导中可传输的微波频率范围和模式数目。
这在微波器件设计和微波电路分析中具有重要意义。
3. 导电波导：在导电波导中，波导截止波数具有特殊意义。
波导截止波数 -回复
波导截止波数-回复什么是波导截止波数？波导截止波数指的是波导中的电磁波传播的条件，当电磁波的频率小于波导截止波数时，电磁波无法在波导中传播。
波导截止波数在波导设计和应用中起着重要的作用，因此深入了解波导截止波数对深入理解波导的工作方式至关重要。
波导截止波数与波导几何结构密切相关。
在理论分析中，我们可以通过解Maxwell方程组得到波导截止波数的具体值。
然而，在实际应用中，波导的几何形状和材料的性质常常难以精确确定，所以需要通过数值模拟和实际测量来获得波导截止波数。
波导截止波数的计算计算波导截止波数的方法包括理论计算和数值模拟两种。
理论计算的方法通常是通过解Maxwell方程组得到波导模式的特征方程，通过求解特征方程得到波导的截止波数。
数值模拟的方法通常是使用有限元法、辅助平面法等数值方法，将波导的几何形状和电磁场的分布离散化，然后求解得到波导的截止波数。
根据波导截止波数的定义，我们可以看出截止波数与波导的几何形状和材料的性质密切相关。
波导的几何形状决定了波导内部的电磁场分布，从而影响波导截止波数的大小。
波导的材料性质影响波导的导电性能和电磁波的能量损耗，进而影响波导截止波数的大小。
波导截止波数的应用波导截止波数在波导的设计和应用中起着重要的作用。
首先，波导截止波数决定了波导中可以传输的频率范围。
当频率超过截止波数时，电磁波无法在波导中传播，这限制了波导的应用范围。
其次，波导截止波数也影响波导的传输损耗和衰减情况。
一般来说，截止波数较低的波导对高频信号的传输更有效率，而截止波数较高的波导则对低频信号的传输更有效率。
此外，波导截止波数还与波导的传输带宽和传输速度相关。
波导截止波数的改善在实际应用中，我们常常需要克服波导截止波数的限制，以满足特定的需求。
改善波导截止波数的方法包括使用低截止波数的波导材料、优化波导的结构和尺寸、采用特殊的波导结构等。
例如，可以使用低截止波数的材料，如低介电常数的高分子材料或金属包覆；可以通过优化波导的宽度和高度比例，改变波导的模式特征，从而改善波导截止波数。
波导截止波数 -回复
波导截止波数-回复波导截止波数是一个在电磁学中非常重要的概念。
在介绍波导截止波数之前，我们首先需要了解什么是波导。
波导是一种用来传输电磁波的结构，它是由一个封闭的金属管道或是其他导电材料制成的。
波导可以有效地将电磁能量从一个地方传输到另一个地方，而且由于其封闭的特性，波导能够防止能量的泄漏和干扰。
在波导中，电磁波的传播是通过电场和磁场交替变化来实现的。
为了使电磁波传播稳定且有效，波导需要满足一定的尺寸和形状要求。
一个重要的参数是波导的截止波数，它决定了电磁波在波导中传播的特性。
截止波数是一个衡量电磁波在波导中传播行为的参数。
它表示了在波导中出现截止条件时，电磁波的波长和波导的尺寸之间的关系。
当波导中的电磁波的波长小于截止波数对应的临界波长时，电磁波无法在波导中传播。
换句话说，当波导中的电磁波的截止波数小于波导截止波数时，电磁波将被波导所截止。
波导截止波数的计算是基于波导的几何形状及其所带电磁模的特性而来。
不同形状的波导会具有不同的截止波数。
常见的波导形状包括矩形波导、圆形波导和槽线波导等。
以矩形波导为例，波导的截止波数可以通过计算波导中最低模式的截止条件得到。
最低模式指的是在波导中传播的频率最低的模式，也就是截止条件最严格的模式。
在矩形波导中，最低模式为TE10模式，即横向电场和纵向磁场。
根据TE10模式的截止条件，我们可以得到矩形波导的截止波数表达式。
同样的，圆形波导和槽线波导的截止波数也可以通过对应的截止条件来计算得到。
圆形波导的最低模式为TE11模式，槽线波导的最低模式为TE10模式。
根据不同形状的波导所对应的截止条件，我们可以得到圆形波导和槽线波导的截止波数表达式。
除了几何形状外，波导的材料特性也会对截止波数产生影响。
波导的材料特性可以通过其介电常数和磁导率来描述。
不同的材料具有不同的介电常数和磁导率，因此会对波导的截止波数产生影响。
总结起来，波导截止波数是决定电磁波在波导中传播行为的一个重要参数。
共面波导计算
共面波导计算
共面波导（Coplanar waveguide, CPW）是一种常用的传输微波和射频信号的结构，它由一个中心导体和两个平行的地面导体组成，中心导体与地面导体之间有一定的间隙。
以下是一些常见的共面波导参数计算：
1.特性阻抗（Characteristic Impedance）：特性阻抗是共面波
导中传输的电磁波的阻抗。
可以使用如下公式计算：Z0 =
sqrt(L/C) 其中，L为单位长度的电感，C为单位长度的电容。
2.传播常数（Propagation Constant）：传播常数描述了电磁
波在共面波导中传播的速度和衰减。
可以使用如下公式计
算：Propagation Constant = sqrt((R+jωL)(G+jωC)) 其中，j为
虚数单位，R为单位长度的电阻，G为单位长度的电导，
ω为角频率。
3.模式特征阻抗（Mode Characteristic Impedance）：共面波
导可以支持多种模式的传输，每一种模式具有不同的特性
阻抗。
模式特征阻抗可以通过实验或仿真来计算或测量。
4.群速度（Group Velocity）：群速度是指信号在共面波导中
传播的速度。
可以使用下述公式计算：Group Velocity =
dω/dk 其中，ω为角频率，k为波矢量。
需要注意的是，对于复杂的共面波导结构或材料，计算可能需要使用数值模拟方法，如有限元分析或电磁场仿真软件。
微波测量系统的使用和波导波长与晶体检波器的校准测量
北京邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验内容：微波测量系统的使用和波导波长与晶体检波器的校准测量学院：电子工程学院班级： 2014211202 执笔者：组员：2017年3月25日目录实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量 (1)1.实验内容 (1)1.1实验目的 (1)1.2实验原理 (1)1.3实验设备 (2)1.4实验步骤 (4)2.实验数据与分析 (6)2.1实验测量数据 (6)2.2理论分析 (6)2.3实验分析 (6)2.4误差分析 (7)3.实验心得与体会 (7)实验二波导波长的测量 (8)1.实验内容 (8)1.1【方法一】两点法 (8)1.2【方法二】间接法 (10)2.实验步骤 (11)2.1晶体检波率公式计算 (15)2.2误差分析 (15)2.3间接法测量波导波长 (16)3.思考题 (16)4.实验总结 (17)实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量1.实验内容1.1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。
1.2实验原理测量微波传输系统中电磁场分布情况，测量驻波比、阻抗、调匹配等，是微波测量的重要工作，实验系统主要的工作原理如下图：1.3实验设备1.晶体检波器微波测量中，为指示波导（或同轴线）中电磁场强度的大小，是将它经过晶体二极管检波变成低频信号或直流电流，用电流电表的电流1来读数的。
从波导宽壁中点耦合出两宽壁间的感应电压，经微波二极管进行检波，调节其短路活塞位置，可使检波管处于微波的波腹点，以获得最高的检波效率。
2.波导管本实验所使用的波导管型号为BJ—100，其内腔尺寸为a=22.86mm，b=10.16mm。
其主模频率范围为8.20——12.50GHz，截止频率为6.557GHz。
3.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。
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Fortran90 的调试（2）
断点的设置：把光标置于谋行之首，按 F9，此时该行之首出现一圆点，即表示 在该行已设置了断点。 可用”tool”中的选项来调整其颜色； 调试工具：View-->toolbars, 用来增加调 试工具条。
Fortran90 的调试（2a）
在“View”菜单中选“Toolbar”可在主菜 单中加入调试工具条；如下图所示。
程序结构：
一个主程序：以 [Program 程序名]开始， [说明语句] [可执行语句] end [program [程序名]] 结束 可有多个子程序及模块； 适当的注释语句，空格及空行是保持程序的可读性的良好习惯；
Fortran90 的简介（4）
子程序
subroutine 程序名 [说明语句] [可执行语句] endsubroutine 程序名 模块：可用于数据共享 module 模块名 (使用时： use module 模块名 ) [数据说明] [常量赋值] endmodule模块名`
项目建立过程如下: FileNew选ProjectWorkspace--->在 Console Application（缺省选项）下，由 Browse选定项目名称（如目录不存在， 则系统会自动建立与项目名称相同的子 目录）输入项目名称
PowerStation简介(7)
Insert File
Fortran90 的调试（1）
用鼠标双击错误或警告信息或在高亮度情况下 按”Enter”键。此时光标会自动指错误或警告信息所对 应的语句。 项目调试器的启动：主菜单下选Build中DEBUG项： 其中GO为执进程序到断点处停止或直到程序的结束。 “STOP INTO”为单步执行程序； “STEP TO CURSOR”为执行程序到光标所在处
PowerStation简介
安装：在源程序光盘上点击SETUP，按 提示即可完成安装。 安装完成后在桌面上会出现如下图标。
PowerStation简介(1)
程序区 显示与 编辑
管理区
信息显示区
PowerStation简介（2）
运行：点击上述图标即可运行PowerStation. 在已运行过PowerStation的情况下.
Fortran90的调试（3）
调试工具条
Fortran90 的简介
Fortran语言属于高级语言，是较早出现的 一种专为数学计算而设计的。版本有F66 （1966），F77（1978），F90（1990）等。
Fortran90 的简介（2）
书写格式：
自由格式，可以从1列到132列， 可以用每一行最后的“&”表示下一行为续行。 一行可有多个语句，每个语句之间用分号“；”隔离 一个语句的总长度在2640以内； 注释行以“！”开始，可以放在程序中的任何位置。
数据类型：内在类型
Integer; real; complex; character; logical 导出类型：用户自已定义的类型
Fortran90 的简介（3）
数组：
F90中数组最多可以有7维； 允许用数组计算或赋值； F90中无保留的关键词。虽然不提倡，关键词仍可以作为变量名 使用
PowerStation简介(8)
选择已有Fortran文件:在相关目录下点击已存在 文件，或键入一不存在的新文件名，系统会自 动建立一空文件。即完成插入操作。 在管理区点击已建项目，则会显示已插入文件 名。 点击此文件名，则在文件区显示文件内容，如 为新建文件，则在文件区会出现空白文件。
输入输出语句：
print * ‘ ******* ’ open(……) ; close(*) read 语句及write语句及格式语句format；
write(1,*) ‘ ******* ’
Fortran90 的简介（5）
条件语句
波导中的数字计算方法研究内容
A。Fortran 90与PowerStation的基本概念； B。FDTD的基本要点 C。导波系统中的基本问题：模式与分离； 传播常数的计算方法；模式的波阻抗 计算方法。 B。波导数字分析的一般理论 D。波导中不连续问题。
Fortran 90与PowerStation的基 本概念
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Fortran程序的编译与可执行文件的生成及 运行
编译
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运行程 序
Frotran90 的调试
项目的调试含： 项目编译连接时的调试；项目运行时的 调试；项目调试工具 对项目进行编译时常会出现一些错误和 警告的信息。特别是对错误信息，表示 程序有错而未能生成可执行文件。
Fortran PowerStation 是美国Microsoft公司 开发的用于Fortran 语言可视化程序开发 工具。 工作平台：Win98, 支持Fortran 90及Fortran77 也支持 VC++等语言的混合编程
Fortran程序的编译与可执行文件的生成及 运行
方法一： a由主菜单的Build 点击Compile 或Ctrl+F8 b再由主菜单的Build点击Build new.exe或 Ctrl+F8(前提是编译过程无错误产生) c.运行：由主菜单的Build点击Execute new.exe或Ctrl+F5 方法二： 直接点击主菜单的Build中的Execute new.exe，再点击 弹出的选项中的YES
PowerStation屏幕上出现的是上一次运行 时的项目和Fortran源程序. 在第一次运行或希望建立新项目的情况 下，操作如下： A.新建项目：（Project)
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新
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PowerStation简介（6）