微波技术实验教材(学生篇)
微波技术实验指导书(2009)
式中 a max 和 a min 分别为在驻波电场的极大值和极小值处检波器的输出读数，也就是标量网 络分析上电流表的指示值。 为了提高读数的精确性，一般也要进行多次测量取平均值：
i i1 n
n
三、实验设置
实验装置方框图
9
项次 1 2 3 4
设备名称 微波标量网络分析仪 波导测量线 波导不同负载 示波器
g ，乘 2 之后，就得出我们所需 2
g ，必须将测得的 g 代入下式，才能算出自由空间波长 来：
2 a g
2 2 g 4a
，式中宽边尺寸 a Байду номын сангаас.286cm
然后，再利用波长计测量波导中传输的微波频率 f 的数据值，代入以下公式，就可以算 出电磁波在波导内传输的速度（即为光速） ： vc 2、频率的测量 将探针放置在波腹点位置， 即测量线上读数最大的位置， 改变波长计中谐振腔的谐振频 率，当其与外接波导中的微波频率相等时发生共振，部分能量被波长计吸收，使传播到测量 线中的微波能量减少， 反映在波腹点位置的读数在波长计临近共振频率时在减小， 当减到最 小时，即发生共振，此时波长计上的读数即为微波频率 f0。 三、实验设备
U入 U反
但 无法从测量线上直接测量，为了测量上的方便，我们又引入了电压驻波比的概念，以 ρ 表示：
U max U min
即沿线驻波的电压振幅极大值（驻波波腹）和极小值（驻波波节）之比，它与电压反射系数 的关系为：
U max U min
U 入 ＋ U反 U 入 － U反
=
1＋ 1－
E
和
E反 E入
E
Emax Emin
最新微波技术实验指导书
微波技术实验指导书微波技术实验指导书实验一微波测量系统的了解与使用实验性质：验证性实验级别：选做开课单位：信息与通信工程学院学时：2学时一、实验目的：1．了解微波测量线系统的组成，认识各种微波器件。
2．学会测量设备的使用。
二、实验器材：1．3厘米固态信号源2．隔离器3．可变衰减器4．测量线5．选频放大器6．各种微波器件三、实验内容：1．了解微波测试系统2. 学习使用测量线四、基本原理：图1.1 微波测试系统组成1．信号源信号源是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备，微波信号源是对各种相应测量设备或其它电子设备提供微波信号。
常用微波信号源可分为：简易信号发生器、功率信号发生器、标准信号发生器和扫频信号发生器。
本实验采用DH1121A型3cm固态信号源。
2．选频放大器当信号源加有1000Hz左右的方波调幅时，用得最多的检波放大指示方案是“选频放大器”法。
它是将检波输出的方波经选频放大器选出1000Hz基波进行高倍数放大，然后再整为直流，用直流电表指示。
它具有极高的灵敏度和极低的噪声电平。
表头一般具有等刻度及分贝刻度。
要求有良好的接地和屏蔽。
选频放大器也叫测量放大器。
3．测量线3厘米波导测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。
开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场的变化信息。
4．可变衰减器为了固定传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波产生一定的衰减，衰减量固定不变的称为固定衰减器，可在一定范围内调节的称为可变衰减器。
衰减器有吸收衰减器、截止衰减器和极化衰减器三种型式。
实验中采用的吸收式衰减器，是利用置入其中的吸收片所引起的通过波的损耗而得到衰减的。
一般可调吸收式衰减器的衰减量可在0到30-50分贝之间连续调节，其相应的衰减量可在调节机构的度盘上读出（直读式），或者从所附的校正曲线上查得。
五、实验步骤：1．了解微波测试系统1．1观看如图装置的的微波测试系统。
微波技术实验指导书(1)
（2）测量同轴可变衰减器的插入损耗 a)按图 3所示连接好 。
输出
输入 A
输入 B
10dB衰减器
待测器件
10dB衰减器
图 3待测器件连接框图
b)在主菜单上按“ ”键光标移到《测： A、B》下， 按[→]或[←]键 使 A为《插损》， B下为空白 。
将测量线终端分别换接匹配负载（行波状态）和开口波导（行驻波 状态）， 同样用上述方法进行测量 。
测量传输线终端为开口波导时的 和 值， 用式（2）计算驻波比 。
5． 实验报告
根据实验数据， 画出传输线在三种工作状态时的电场幅度分布曲线 。 根据测量的 和 值计算开口波导的驻波比 。 由测试数据求得矩形波导的波导波长， 并与理论计算结果比较 。
不会对人体造成任何伤害 。但是， 在实验期间， 请注意以下事项: a.不要用眼睛往任何连接其他设备的开路传输线里面看; b.不要把身体的任何部位放在传输线的开口端; c.在拆/装微波元器件时， 请关掉微波信号源 。
在实验中一般为小信号检波， 可以取 n=2， 即平方律检波， 则上式
（1）可表示为
(2) 式中 和 分别为波腹点和波节点的检波电流值 。
4.实验步骤 实验所用原理框图如图 3所示 。
信号源
选频放大器
同轴-波导 隔离器 波长计 变换
衰减器
波导测量线
图 3实验框图
待测负载
首先将测量线终端接短路负载，这时在传输线上形成全驻波，然后将 探针移到测量线左端的一个波节点， 记下探针位置 D（mm）和检波 电流 I（ ）值， 以后每向右移动探针 2mm， 记录一个 D和 I值， 直到测出两个完整的驻波 。
微波技术实验报告北邮
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。
实验十五微波的技术实验
实验十五 微波技术实验【实验目的】1.学习微波基础知识和掌握微波基本测量技术；2.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。
即包含“学微波”和“用微波”两个方面。
本实验重点要求掌握体效应振荡器的使用方法，了解微波测试系统的组成及调试方法，学会微波频率、驻波比、波导波长、微波功率、微波衰减等的测量，通过实验了解微波的产生和微波的波导传输知识。
【实验原理】见微波基本知识部分，请同学进行仔细的阅读后再进行试验，进行本实验之前，必须阅读相关的资料初步了解和熟悉下列问题：1.微波测试系统应由那几部分组成？2.清楚了解各微波器件的作用及工作原理。
3.理解体效应振荡器的基本工作原理。
4.学会选频放大器的正确使用。
5.怎样调节体效应振荡器的振荡频率？6.理解用吸收式频率计测量微波频率的原理和方法。
7.理解晶体检波器的功用和使用方法。
8.理解可变衰减器的功用和使用方法。
9.了解驻波测量线的工作原理和使用方法。
（学生可自己设计检测方案）【实验用微波信号源】——体效应管振荡器（微波固态源）在微波实验系统中，用体效应砷化镓二极管作微波振荡器。
下面将对它进行介绍。
1．效体应管的工作特性在n 型GaAs 半导体材料上施加直流偏压b V 后，起初电流随电压线性增长，但是当所加偏压使材料内的平均电场超过每厘米3KV 以上某个阈值电场T E （与T E 对应的外加电压V T 称为阈值电压）时，电流发生微波振荡。
实验证明这种电流振荡是由于“高电场偶极子畴”在阴极附近周期性地形成，并被阳极吸收这一过程造成的。
图1 n 型GaAs 导带结构示意图n 型GaAs 的导带结构示意图如图1所示。
它有两个导电能谷：L 谷和U 谷。
它们的能量相差0.36eV 。
通常，在低电场下，导电的电子绝大部分在L 谷中，它们的平均速度L v E μ=，即随电场E 线性的增大；当电场大于某个阔值T E 后，L 谷中的电子获得足够的能量而向U 谷转移，以后随电场继续增加，这样转移的电子越来越多，电子的平均速度v E μ=将反向随电场的增加而减小。
微波技术实验指导书
微波技术试验报告姓名：学号：指导教师：秦月梅时间：实验一 短路线、开路线、匹配负载S 参量的测量一、实验目的1、通过对短路线、开路线的S 参量S 11的测量，了解传输线开路、短路的特性。
2、通过对匹配负载的S 参量S 11及S 21的测量，了解微带线的特性。
二、实验原理S 参量网络参量有多种，如阻抗参量[Z]，导纳参量[Y]，散射参量[S]等。
微波频段通常采用[S]参量，因为它不仅容易测量，而且通过计算可以转换成其他参量，例如[Y]、[Z]，电压驻波比及反射损耗等。
一个二端口微波元件用二端口网络来表示，如图1-1所示。
图中，a 1,a 2分别为网络端口“１”和端口“２”的向内的入射波；ｂ1，ｂ2分别为端口“１”和端口“2”向外的反射波。
对于线性网络，可用线性代数方程表示。
b 1=S 11a 1+S 12a 2 (1-1) b 2=S 21a 1+S 22a 2 写成矩阵形式：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡a a S S S S b b 212212211121 (1-2)式中S 11，S 12，S 21，S 22组成[S]参量，它们的物理意义分别为 S 11=11a b 02=a “2”端口外接匹配负载时，“1”端口的反射系数 S 21=12a b 02=a “2”端口外接匹配负载时，“1”端口至“2”端口的传输系数 S 12=21a b 01=a “1”端口外接匹配负载时，“2”端口至“1”端口的传输系数 S 22=22a b 01=a “2”端口外接匹配负载时，“1”端口的反射系数对于多端口网络，[S]参量可按上述方法同样定义，对于互易二端口网络，S12=S21,则仅有三个独立参量。
三、实验仪器及装置图1模组编号：RF2KM1-1A (OPTN/SHORT/THRU CAL KIT) 2模组内容：3 RF2000测量主机：一台4 PC机一台，BNC连接线若干四、实验内容及步骤（一）开路线（MOD-1A）的S11测量（1）将RF2000与PC机通过RS232连接，接好RF2000电源，开机。
微波技术实验教学与实践(全文)
微波技术实验教学与实践XX：1674-9324（20XX）02-0102-02微波技术实验是与微波技术基础、微波电路、微波XX络与计算机仿真技术配套的研究生选修实验课，涉及内容包含微波系统各种部件的设计与测试，包含微波滤波器设计与测试、微波低噪放设计与测试、微波窄带功放设计与测试、微波上下变频器设计与测试等内容，内容丰富，且全课程仅18学时，学时紧凑。
作为实验课，其根本目的是为了加深学生对前面学到的微波电路、微波XX络知识理解，同时，为了学生走出校门后对将来从事微波电路设计制作不至于陌生，还需要努力提高学生微波电路设计本领，增加学生的动手能力。
在实际教学中，我们紧紧围绕加深学生对基础知识的理解、提高学生动手能力这一目的，设计了富有竞争、激励体制的教学方法，并通过分组研究型教学模式进行实验设计，取得了良好的教学效果。
一、制造轻松活泼且具有吸引力的教学氛围微波技术实验课是理论联系实际的一个重要环节，在整个微波体系中占有重要地位，但在学生心中地位却通常不如考试课重要，他们往往认为实验课随便应付下就得了，不必太认真，而且本实验课学时短，内容丰富，学习难度大，要想取得较好的学习效果，必须充分激发学生的学习兴趣，让学生们知道这门课对于今后的工作重要性，并且不能给他们太大的压力，让他们在愉快的氛围中学习。
在课程开始前鼓舞学生学习的兴趣，树立能够通过实验课提高动手能力的信息。
向学生传递本课程对于实际工程项目研究具有重要的基础作用，只要按照教员安排实践，一定会学有所获，有的人甚至可以达到较好的硬件设计测试水平，让他们从心底克服畏难情绪，树立上好本实验课坚定信心。
在上课时采取灵活多变的研讨式方法教学，活跃课堂气氛，提高学生学习的兴趣。
每次上课只讲解重点内容，时间不超过10分钟，余下时间请同学们相互检查所做的仿真/设计，查找仿真中的问题。
对于某些学生设计中存在哪怕是极简单的问题也不轻易批判，以鼓舞为主，最好是请同小组同学指出问题，帮助解决问题，这样既保护了不会同学的自尊心，又鼓舞了学得较好同学的学习兴趣，对于仿真设计中存在的一般问题，鼓舞同学自己查文献解决，或者上专业论坛求助解决，提高学生自己解决问题的能力，实际上，查文献或借助XX络解决问题是每一个研究生都必须具备的能力，因为在实际工作中会不可幸免地存在需要求助他人的情况；对于比较困难，学生难以短时间内解决的问题，比如学生可能两三天都无法解决的问题，老师则以引导为主，帮助学生解决学习中遇到的难题，幸免直接帮其完成设计、调试工作。
(整理)微波技术实验
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。
微波技术基础实验指导书
.微波技术基础实验指导书郭伟陈柯编华中科技大学电信系前言与更早时期定位在波导与场论相比，现代微波工程中占支配地位的内容是分布电路分析。
当今大多数微波工程师从事平面结构元件和集成电路设计，无需直接求助于电磁场分析。
当今微波工程师所使用的基本工具是微波CAD（计算机辅助设计）软件和网络分析仪，而微波技术的教学必须对此给出回应，把重点转移到网络分析、平面电路和元器件以及有源电路设计方面。
微波技术仍总离不开电磁学（许多较为复杂的CAD软件包要使用严格的电磁场理论求解），而学生仍将从揭示事物的本质中受益（诸如波导模式和通过小孔耦合），但是把重点改变到微波电路分析和设计上这一点是不容置疑的。
微波与射频（RF）技术已蔓延到了各个方面。
在商业等领域，更是如此，其现代应用包括蜂窝电话、个人通信系统、无线局域数据网、车载毫米波防撞雷达、用于广播和电视的直播卫星、全球定位系统（GPS）、射频识别标识（identification tagging）、超宽频带无线通信和雷达系统以及微波环境遥感系统。
防卫系统继续大量地依靠微波技术用于无源和有源测向、通信以及武器操控系统。
这样的业务发展态势意味着，在可预见的将来，在射频和微波工程方面不存在缺少挑战性的课题；同时对于工程师们，显然需要领悟微波技术的基本原理，同样需要把这些知识应用于实际感兴趣问题的创造能力。
本微波技术基础教学实验的设置，就是为了使学生通过实验更多地获得有关微波器件的基本构成、工作原理、模拟分析、测试仪器和测量技能方面的理性和感性认识，真正掌握时域和频域、传输线、微波电路等基本的概念，并学会使用重要的微波测试仪器。
实验一矢量网络分析仪的使用及传输线的测量一实验目的1．学习矢量网络分析仪的基本工作原理；2．初步掌握AV3620矢量网络分析仪的操作使用方法；3．掌握使用矢量网络分析仪测量微带传输线不同工作状态下的S参数；4．通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性。
微波实验指导教程----学生用书
微波实验指导教程----学生用书目录微波实验系统组成 ........................................................................... .................................... 2 实验一微波发送系统电路组成及介绍 ......................................................................... 10 实验二微波接收系统电路组成及介绍 .........................................................................14 实验三微波设计及仿真软件的介绍 ........................................................................... .. 19 实验四史密斯圆图分析与应用 ........................................................................... .......... 25 实验五网络分析仪的构成及S参数测量机理 ............................................................. 31 实验六传输线理论及微带传输线的设计与制作 ......................................................... 36 实验七阻抗匹配网络理论 ........................................................................... .................. 45 实验八阻抗匹配网络的设计与制作 ........................................................................... .. 53 实验九微波定向耦合器的原理与设计 ......................................................................... 71 实验十微波功率分配器的原理与设计 ......................................................................... 85 实验十一固定功率衰减器的原理与设计 ..................................................................... 94 实验十二 PIN二极管压控衰减器的原理与设计 ....................................................... 103 实验十三集总参数滤波器的原理与设计 .................................................................... 111 实验十四微带滤波器的原理与设计 ........................................................................... 132 实验十五微波低噪声放大器的原理与设计 ............................................................... 140 实验十六微波压控振荡器的原理与测量 ................................................................... 156 实验十七微波锁相环原理与测量 ........................................................................... .... 164 实验十八微波上下变频器的原理与测量 ................................................................... 175 实验十九微带天线理论与设计 ........................................................................... ........ 189 实验二十微波腔体滤波器的原理与测量 ................................................................... 199 实验二十一模拟微波通信系统的组装及调试 ........................................................... 209 实验二十二数字微波通信系统的组装及调试 ........................................................... 215 实验二十三微波中继系统的组装及调试 (221)LTE-WB-02D微波通信系统实验指导书武汉凌特电子技术有限公司微波实验系统组成一、概述LTE-WB-02D微波通信综合实验系统根据微波教学特点，结合具体电路，带领学生由浅入深地从感性认识到原理分析，再到测试方法、设计开发。
微波技术基础实验指导书
微波技术基础实验指导书实验一微波测量系统的了解与使用实验性质：验证性实验级别：选做开课单位：信息与通信工程学院学时：2学时一、实验目的：1．了解微波测量线系统的组成，认识各种微波器件。
2．学会测量设备的使用。
二、实验器材：1．3厘米固态信号源2．隔离器3．可变衰减器4．测量线5．选频放大器6．各种微波器件三、实验内容：1．了解微波测试系统2．学习使用测量线四、基本原理：图1。
1 微波测试系统组成1．信号源信号源是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备，微波信号源是对各种相应测量设备或其它电子设备提供微波信号。
常用微波信号源可分为：简易信号发生器、功率信号发生器、标准信号发生器和扫频信号发生器。
本实验采用DH1121A型3cm固态信号源。
2．选频放大器当信号源加有1000Hz左右的方波调幅时，用得最多的检波放大指示方案是“选频放大器”法。
它是将检波输出的方波经选频放大器选出1000Hz基波进行高倍数放大，然后再整为直流，用直流电表指示。
它具有极高的灵敏度和极低的噪声电平。
表头一般具有等刻度及分贝刻度。
要求有良好的接地和屏蔽。
选频放大器也叫测量放大器。
3．测量线3厘米波导测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。
开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场的变化信息。
4．可变衰减器为了固定传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波产生一定的衰减，衰减量固定不变的称为固定衰减器，可在一定范围内调节的称为可变衰减器。
衰减器有吸收衰减器、截止衰减器和极化衰减器三种型式。
实验中采用的吸收式衰减器，是利用置入其中的吸收片所引起的通过波的损耗而得到衰减的。
一般可调吸收式衰减器的衰减量可在0到30-50分贝之间连续调节，其相应的衰减量可在调节机构的度盘上读出（直读式），或者从所附的校正曲线上查得。
五、实验步骤：1．了解微波测试系统1．1观看如图装置的的微波测试系统。
微波技术实验自编讲义
《微波技术》实验指导书第一章《微波技术实验》教学大纲课程编号：06080703213 课程属性：专业必修课学时：12学时学分：1学分开课学期：第五学期先修课程：高频电路适用专业：通信工程课程简介：《微波技术实验》是一门实践性都很强的专业必修课。
本课程主要是使用ADS、HFSS等设计软件进行微波电路的设计与仿真，使用微波测试仪器进行微波特性参数的测量及微波通信系统的组装、调试。
通过该实验课的基本训炼，使学生初步具备微波实验基本知识，掌握常用微波测试仪器、器件的原理和使用方法，掌握常见微波系统的测量方法和常用微波特性参数的测量，具备初步的处理实验故障的能力。
一、实验项目设置及学时分配二、实验内容及教学要求实验项目1：标量网络分析仪的构成及电压驻波比的测试1、教学内容（1）标量网络分析仪的构成原理。
（2）频谱仪的基本操作。
（3）电压驻波比、回波损耗等概念。
（4）使用标量网络分析仪进行电压驻波比测试方法。
2、教学目标（1）掌握频谱仪校准、信号跟踪源参数的设置过程。
（2）掌握使用标量网络分析仪进行电压驻波比测试方法。
（3）掌握插损校准与端口损耗校准的方法。
实验项目2：微波定向耦合器的原理与测试1、教学内容（1）定向耦合器的每个端口的含义。
（2）耦合度、隔离度的定义。
（3）定向耦合器的分类与基本原理。
（4）耦合度、隔离度、驻波比的测试方法。
2、教学目标（1）掌握耦合度、隔离度的概念。
（2）了解定向耦合器的分类与基本原理。
（3）掌握耦合度、隔离度、驻波比的测试原理。
实验项目3：用ADS软件设计阻抗匹配网络1、教学内容阻抗匹配网络的设计原理。
（1）/4（2）并联单端短路微带线匹配网络的设计原理。
（3）并联单端开路微带线匹配网络的设计原理。
（4）ADS软件的基本操作方法。
（5）使用ADS软件进行阻抗匹配网络设计。
2、教学目标（1）了解ADS的基本操作。
（2）理解阻抗匹配网路的设计原理。
（3）熟练掌握使用ADS设计阻抗匹配网路。
微波技术实验指导书1
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型。
波传输线，并用TE10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。
2．微波频率的测量用吸收式频率计PX16(直读式)，测量范围8.2GHZ-12.4GHZ，误差≤±0.3%，当传输线中相当一部分功率进入频率计谐振腔内，而另一部分从耦合元件处反射回去。
当调节频率计，使其自身空腔的固有频率与微波信号频率相同时产生谐振，用选频放大器测量，信号源须用内方波，重复频率为1KHZ 左右，谐振时可从选放上观察到信号幅度明显减少，以减幅最大位置为判断频率测量值的论据。
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微波技术实验指导书实验一微波测量系统的了解与使用实验性质：验证性实验级别：选做开课单位：信息与通信工程学院学时：2学时一、实验目的：1．了解微波测量线系统的组成，认识各种微波器件。
2．学会测量设备的使用。
二、实验器材：1．3厘米固态信号源2．隔离器3．可变衰减器4．测量线5．选频放大器6．各种微波器件三、实验内容：1．了解微波测试系统2. 学习使用测量线四、基本原理：图1.1 微波测试系统组成1．信号源信号源是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备，微波信号源是对各种相应测量设备或其它电子设备提供微波信号。
常用微波信号源可分为：简易信号发生器、功率信号发生器、标准信号发生器和扫频信号发生器。
本实验采用DH1121A型3cm固态信号源。
2．选频放大器当信号源加有1000Hz左右的方波调幅时，用得最多的检波放大指示方案是“选频放大器”法。
它是将检波输出的方波经选频放大器选出1000Hz基波进行高倍数放大，然后再整为直流，用直流电表指示。
它具有极高的灵敏度和极低的噪声电平。
表头一般具有等刻度及分贝刻度。
要求有良好的接地和屏蔽。
选频放大器也叫测量放大器。
3．测量线3厘米波导测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。
开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场的变化信息。
4．可变衰减器为了固定传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波产生一定的衰减，衰减量固定不变的称为固定衰减器，可在一定范围内调节的称为可变衰减器。
衰减器有吸收衰减器、截止衰减器和极化衰减器三种型式。
实验中采用的吸收式衰减器，是利用置入其中的吸收片所引起的通过波的损耗而得到衰减的。
一般可调吸收式衰减器的衰减量可在0到30-50分贝之间连续调节，其相应的衰减量可在调节机构的度盘上读出（直读式），或者从所附的校正曲线上查得。
五、实验步骤：1．了解微波测试系统1．1观看如图装置的的微波测试系统。
最新微波技术实验01723
微波技术实验01723Information Engineering School of Nanchang University实验报告实验课程：微波技术与天线实验学生姓名：学号：专业班级：指导老师：实验一微波测量仪器认识及功率测量实验目的（1）熟悉基本微波测量仪器；（2）了解各种常用微波元器件；（3）学会功率的测量。
实验内容一、基本微波测量仪器微波测量技术是通信系统测试的重要分支，也是射频工程中必备的测试技术。
它主要包括微波信号特性测量和微波网络参数测量。
微波信号特性参量主要包括：微波信号的频率与波长、电平与功率、波形与频谱等。
微波网络参数包括反射参量（如反射系数、驻波比）和传输参量（如[S]参数）。
测量的方法有：点频测量、扫频测量和时域测量三大类。
所谓点频测量是信号只能工作在单一频点逐一进行测量；扫频测量是在较宽的频带内测得被测量的频响特性，如加上自动网络分析仪，则可实现微波参数的自动测量与分析；时域测量是利用超高速脉冲发生器、采样示波器、时域自动网络分析仪等在时域进行测量，从而得到瞬态电磁特性。
图1-1 是典型的微波测量系统。
它由微波信号源、隔离器或衰减器、定向耦合器、波长/频率计、测量线、终端负载、选频放大器及小功率计等组成。
图 1-1 微波测量系统二、常用微波元器件简介微波元器件的种类很多，下面主要介绍实验室里常见的几种元器件：（1）检波器（2）E-T接头（3）H-T接头（4）双T接头（5）波导弯曲（6）波导开关（7）可变短路器（8）匹配负载（9）吸收式衰减器（10）定向耦合器（11）隔离器实验体会通过本次实验，熟悉了基本微波测量仪器，了解到各种常用微波元器件，更加深刻的理解到微波元器件的工作原理。
实验二测量线的调整与晶体检波器校准实验目的（1）学会微波测量线的调整；（2）学会校准晶体检波器特性的方法；（3）学会测量微波波导波长和信号源频率。
实验原理进行微波测量，首先必须正确连接与调整微波测量系统。
微波实训报告
一、实训目的通过本次微波实训，使学生了解微波的基本原理、微波技术在各个领域的应用，掌握微波设备的操作方法，提高学生的动手实践能力和创新意识。
二、实训环境实训地点：微波实验室实训设备：微波炉、微波传输线、微波元件、测试仪器等三、实训原理微波是一种频率在300MHz至300GHz之间的电磁波，具有穿透力强、损耗小、传输速度快等特点。
微波技术在通信、雷达、遥感、医学等领域有着广泛的应用。
本次实训主要围绕微波的基本原理进行，包括微波的传播特性、微波元件的特性以及微波设备的操作方法。
四、实训过程1. 微波传播特性实验（1）实验目的：了解微波的传播特性，包括衰减、反射、折射等。
（2）实验步骤：① 连接实验设备，包括微波发射器、微波传输线、接收器等。
② 打开微波发射器，调整发射功率，记录微波传输距离。
③ 在传输线中加入不同长度的反射器，观察接收器接收到的信号变化。
④ 分析实验数据，得出微波传播特性。
2. 微波元件特性实验（1）实验目的：了解微波元件的特性，包括衰减器、隔离器、耦合器等。
（2）实验步骤：① 连接实验设备，包括微波传输线、微波元件、测试仪器等。
② 分别测试衰减器、隔离器、耦合器的插入损耗、隔离度、耦合度等参数。
③ 分析实验数据，得出微波元件的特性。
3. 微波设备操作实验（1）实验目的：掌握微波设备的操作方法，包括微波炉、微波传输线、微波元件等。
（2）实验步骤：① 熟悉微波设备的操作面板，了解各个功能键的作用。
② 按照实验要求，设置微波炉的功率、时间等参数。
③ 连接微波传输线，调整传输距离。
④ 将微波元件连接到传输线上，进行操作实验。
⑤ 观察实验现象，记录实验数据。
五、实训结果1. 微波传播特性实验：通过实验，了解了微波的传播特性，包括衰减、反射、折射等。
2. 微波元件特性实验：通过实验，掌握了微波元件的特性，包括衰减器、隔离器、耦合器等。
3. 微波设备操作实验：通过实验，掌握了微波设备的操作方法，包括微波炉、微波传输线、微波元件等。
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分布已经测得，测几个波腹与波节取平均值：
P=
1 Im ax1 Im ax 2 Im axn ( + + ••• + n Im in1 Im in2 Im inn
2、用谐振式频率计测工作波长λ的原理： 频率计与系统做吸收式链接，当频率计与系统谐振时，指示器读 数最小，记下频率计上的频率刻度，即可计算出工作波长.
I
f f0
(a) 谐振曲线 (b) 吸收式频率计连接示意图
图1—6 吸收式频率计 待测频率可由谐振时PX-16型频率计谐调活塞的刻度直接读数，再用 λ=c/f计算出工作波长λ0
第二部分 实验
实验一 中等驻波的测量个工作波长的测量
一、实验目的 1、了解低功率波导测量系统的构成及各个波导元件作用，学习微波测量基本操 作技能。 2、学习用测量线测中等驻波系数和驻波分布，驻波比及波导波长的方法。 3、学习用频率计测量频率和工作波长。 二实验内容 1、用测量线测驻波分布，驻波比、波导波长。 2、用谐振式频率计测频率和工作波长。 三、实验原理 使用固体微波信号源XB9A:
开槽线 接信号源 接被测元件
传动机构
探针检波
图1-3
接指示器
（1）开槽线：有同轴型及波导型等几种，对波导型测量线，一般在矩形波导 宽面中央开槽以保证单模TE10（H10）型传播。槽宽约为1—0.5cm,槽深要大于 两倍槽宽，避免辐射，槽两端是阻抗过度式。 （2）探针检波器：由探针、检波器及调谐装置组成。探针的作用是从波导内 耦合出电磁波能量到同轴线支架，并保证不影响波导中的驻波分布。因此探针 穿伸长度应是可调的。调谐装置有波导型、同轴型。由于探针的耦合，在同轴 谐振腔中有电磁场存在，它与波导内电磁场保持正比关系，通过改变短路活塞
来调节谐振腔体长度，可使探针耦合的功率有效地送到检波晶体上，使输出指示 器最大，检波器采用晶体二极管，接在同轴线内外导体之间。检波特性曲线（或 晶体建波律）一般表示为I=kun 。当检波电流较小时是平方律（n=2）。设检波电 流最大值为Imax，最小值为Imin则驻波比=（ Imax/Imin)1/2，但一般需要对晶体实 现进行定标，给出检波器波曲线供使用。 （3）传送装置：保证探针沿槽线移动以检测沿传输方向上的场的分布，上有标尺， 可精确读出探针所在位置的刻度。 测量线在使用前必须进行调整，（实验台上的已调好不要再调），调整就是 选择合适的探针伸长度以尽量减少它对传输系统中场型的影响。 4、指示器 微波信号经检波后送到的测试装置。这些仪器有微安表、光点检流计、测量 放大器和选频放大器。测量放大器的简单使用方法间附录三。选频放大器的使用 说明间附录三。 5、隔离器、衰减器、短路活塞及匹配负载等波导元件的结构使用参阅教材。
四、微波测量原理 1、驻波比ρ的测量 有多种方法测量ρ，这里介绍测量线测量驻波方法。沿波导开槽线移动探头， 在指示器上读出驻波最大值读数Imax ，根据晶体检波律求得ρ，在小信号时晶体 检波律近似平方律，故有 ρ=Emax/Emin=(Imax/Imin)1/2 2、波长的测量 微波系统中也可以测量频率，如用PW-10外差式频率计比较法（将待测频率 与已知标准频率进行比较而确定待测频率）测定频率，这里主要介绍测试微波波 长的方法。 （1）用测量线测量波导波长——驻波分布法：用移动测量线测出波导中相邻两 波节点的距离就是二分之一波导波长（λg/2）也可以用精密可变短路活塞接在测 量线输出端，将测量线探针固定在某一波节位置，移动精密可变短路活塞使探针
第三部分 附录
附录一 附录二 附录三 附录四 WSI通用速调管电源的使用说明··································································（48） XBA三公尺标准信号发生器使用说明·························································（53） XF-01型选频放大器的使用说明···································································（55） 测量误差及有效数字·····················································································（58）
检测到相邻另一波的波节点，这时活塞移动距离就是λg/2。为了提高测波节点位 置的精密可用“等信号法”（见图1-4）如直接读出Z0。误差较大，可在Z0左右， 指示器为同一读数的Z1和 Z2两点读数，则有Z0=（Z1+Z2）/2来决定Z0 (2)频率计测量工作波长——谐振腔法 谐振式频率计前面已介绍，它与待测系统相链接的方法有两种，一种是通过 式，另一种是吸收式。 通过式频率计（见图1-5）的谐振回路有两个耦合元件，其中一个将能量从待 测系统耦合到谐振回路。另一个是将能量从谐振回路耦合到频率计的指示回路。 当谐振腔调谐到与待测频率谐振时，传输到指示器的能量最大，这种读法为最大 读数法。
第一部门 绪言
一、引言： 引言： 从事微波技术的应用，微波元件和器件的生产，科研和教学工作中，首先要解决微 波测量问题，微波实验主要是测量工作，它是微波技术中不可缺少的重要部门。因为 微波工作在超高频率中，所有测试设备和测量方法与低频的无线电测量不同。主要区 别如下： （1）微波测量与低频不同，低频时常用电压、电流。频率为基本测试量，其他则由 工作导出.但在微波范围内电压、电流均不易测出（有时甚至不能定义),所以把驻波（阻 抗）、波张（频率）、功率作为三个基本测试量。（2）低频测量的仪器与元件是集中 参数，而微波测量所用的测量仪器（测量线等）与元件（空腔谐振器等)都是分布参数 原理构成的。其体积或长度均与工作波张可相比拟。（3）微波测量仪器所用电子管为 速调管、行波管等与低频时不同。 二、微波测试系统： 微波测试系统： 测试系统通常由电源部门，测试部门和待测部门三部门组成。对不同的测试，方法 不用，测试系统的组成也略有不同。
改换传输线综为非匹配负载（可用警惕检波器代），在探针移动一个波长 距离上均匀取10点，记下标尺读数L和相应指示器读数I，注意测出波腹和波 节，画出驻波分布。 在小信号工作状态下，晶体检波律近似为平方律，所以驻波比
Im ax ρ= Im in
（ m ax 和
I
Im in波腹及波节点指示器读数，在测驻波分
图1-2 3cm波段的测量系统
三、微波仪器及元件 1、微波信号源： 3cm微波信号源是利用反射速调管产生的微波信号，它包括反射速 调管，速调管插座及供给速调管各极电压的速调管稳压源（WS-1）通 用速调管电源使用方法参看附录一。另一种XB9A标准信号发生器是用 晶体效应管来产生微波信号的（使用方法见附录二）。
图 2—2—1 1、用测量线测量λg,驻波分布及ρ的原理： 当波导传输线终端接一负载ZL，若负载与传输线等效阻抗Ze不相等， 则沿线有驻波分布，这驻波分布曲线可以用测量线配合指示器测出。驻 波两相邻节点间间距为λg\2. 将传输线终端接短路活塞，形成纯驻波分布，用等信号方法（图1— 4），测出节点位置Z0，半波长λg\2。
<一>基本方法图如图1-1 信 号 源 隔 离 器 衰 减 器 频 率 计 测 量 线
待 测 元 件 匹 配 负 载
指 示 器
图1-1 测量系统方块图
<二>3cm波段小功率测量系统 实例如图1-2 1、电源部分——信号源、隔离器衰减器及频率计等。 2、测试部分——测量线、指示器（微安表计或选频放大器）。 3、待测部分——待测元件及匹配元件（匹配负载、短路活塞等）。
第二部分 实验
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 反射速调管工作特性的研究··········································································（17） ·········································································· 17 中等驻波的测量和工作波长的测量······························································（23） 阻抗的测量······································································································（29） 微波传输三种工作状态的研究和晶体检波器的定标··································（34） 微机在微波技术中的应用-------并联单支节阻抗匹配的CAD方法············（41）
四、实验步骤 1、按照图2—2—1。检查测试系统链接情况。 2、使系统中可变衰减器按钮下旋至3或5衰减值，终端用晶体检波器接微安 培安表检测。 3、信号源通电、频率选在1000MHZ左右“连续”或“方波”输出，调衰 减器旋钮及可变衰减器，使微安表上只是50uA左右。 4、终端接短路活塞，移动测量探针，用等信号法测出两个相邻节点的位置， 填下表求出波导波长：
2、频率计： 谐振式频率计按腔体形状可分为同轴形、矩形、圆柱形、环形等。常见的是同 轴形与圆柱形的。 以圆柱形频率计为例，当频率计与波导系统作吸收式连接时，移动频率计调谐 活塞，通过改变腔体尺寸来改变谐振波张，当它与信号源工作波长相同时即谐振， 腔体吸收能量最多，测试系统中指示器读数最小，这时可以从频率计刻度上读出工 作频率。（腔体尺寸与谐振频率之间对应关系已事先标定）。频率计一般作吸收式 连接。见图七。 另一种是通过式连接，当谐振腔波长与信号波长相同时，指示器数最大，见图 六。 3、测量线: 测量线是微波测试的主要仪器，一般由一段开槽线，探针检波器及传动装置三 部分著称（见图1-3），探针在开槽线内移动，将波导传输线中的一小部分能量耦 合出来，经晶体二极管检波到指示器，即可测得探针所在处的相对场强。