实验五--微波电压驻波比与反射系数的测量
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 T E 波,又能传输mm T M 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 e ωβπα-=, x y z E E E ==,2gπβλ=其中,位相常数g λ=,波导波长cf λ=。
驻波比测量实验报告

驻波比测量实验报告驻波比测量实验报告引言:驻波比测量是电磁波传输中常用的一种测量方法,通过测量驻波比可以了解电磁波在传输线上的传输情况以及传输线上的阻抗匹配情况。
本实验旨在通过实际操作,掌握驻波比测量的原理和方法,并通过实验数据的分析,加深对驻波比的理解。
实验原理:驻波比是指电磁波在传输线上的反射波与正向波的振幅之比,用VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)表示。
传输线上的驻波比与传输线的特性阻抗有关,当传输线的特性阻抗与负载阻抗不匹配时,会产生反射波,从而导致驻波比的增大。
实验器材:1. 驻波比测量仪2. 信号发生器3. 50欧姆传输线4. 负载电阻5. 连接线缆实验步骤:1. 将信号发生器与驻波比测量仪连接,并设置信号发生器的频率为所需测量频率。
2. 将驻波比测量仪与传输线连接,确保连接稳固。
3. 将负载电阻与传输线的末端相连。
4. 打开信号发生器和驻波比测量仪,调节信号发生器的输出功率,使其适合测量范围。
5. 通过驻波比测量仪的显示屏,记录下测量得到的驻波比数值。
6. 将负载电阻更换为其他数值的电阻,并重复步骤5,记录下不同负载电阻下的驻波比数值。
实验结果与分析:根据实验步骤得到的驻波比数据,我们可以进行进一步的分析和计算。
首先,我们可以观察不同负载电阻下的驻波比变化情况。
当负载电阻与传输线的特性阻抗相等时,驻波比最小,接近于1;当负载电阻与传输线的特性阻抗不匹配时,驻波比会增大。
通过这一现象,我们可以判断传输线与负载之间的阻抗匹配情况。
另外,我们还可以计算驻波比与反射系数之间的关系。
反射系数(Reflection Coefficient)是指电磁波在传输线上的反射波与正向波的振幅之比。
反射系数与驻波比之间的关系可以通过以下公式计算得到:反射系数 = (VSWR - 1) / (VSWR + 1)通过测量得到的驻波比数据,我们可以计算出相应的反射系数,并进一步分析传输线上的反射情况。
电压驻波比的测量

电压驻波比的测量实验目的通过对电压驻波比的测量实验,掌握驻波测量线的正确使用以及掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
二实验原理测量电压驻波比、阻抗、匹配情况等等,是微波测量的重要工作。
驻波测量线就是测量的基本仪器。
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,就可以探测微波传输系统中电磁场分布情况。
测量线波导是一段精密加工的开槽直波导,此槽位于波导宽边的正中央,平行于波导轴线,不切割高频电流,因此对波导内的电磁场分布影响很小。
此外,槽端还有阶梯匹配段,两端法兰具有尺寸精确的定位和连接孔,而且保证开槽波导有很低的剩余驻波系数。
三厘米波导测量线的外形图见实验仪器介绍部分所示。
滑架是用来安装开槽波导和不调谐探头的。
把不调谐探头放入滑架的探头插孔中,拧紧锁紧螺钉,即可把不调谐探头紧固。
探针插入波导中的深度,用户可根据情况适当调整。
出厂时,探针插入波导的深度为1.5mm,约为波导窄边尺寸的15%。
电压驻波比的测量方法有未调制的频率法和调制的频率法种。
这里讲述调制的频率法,它的测量连接如图所示。
测量连接如图驻波测量是电磁波测量中最基本和重要内容之一,通过电磁波的测量可以测出阻抗、波长、相位等其它参量。
在测量时,通常测量电压驻波系数,即波导中电场最大值1最先值之比,即S =maxE min⑴小驻波比(1.05<S<1.5)这时,驻波的最大值和最小值相差不大,且不尖锐,不易测准,为了提高准 确度,可移动探针到几个波腹点和波节点记录数据,然后取平均值再进行计算。
若驻波波腹点和节点处读数分别为Imax ,Imin 则电压驻波系数为E+E +・ …E ■I +I +・ •-1 S =max1 max~ maxn E =a . max max~ maxn E E +E +…E I +I +•-1 min1 min2 minn min1 min2 minn(2)中驻波比(1.5<S<5)此时,只须测一个驻波波腹和一个驻波波节,即直接读出Imax ,IminIS =max =a max —I minmin⑶大驻波比(S>5)当S>5时,如果直接测量大驻波的最大值,就会引入误差,驻波的最大值超出了指示器量程。
微波基本参数测量实验报告

微波基本参数测量实验报告摘要:微波系统中最基本的参数有频率,驻波比,功率等。
本实验通过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,运用微波测量的基本技术,对微波的频率,驻波比,功率进行测量。
关键词:频率驻波比功率实验仪器引言:微波是一种用途极为广泛,也是我们日常生活必不可少的技术。
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
而对金属类东西,则会反射微波。
微波能通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的器件来获得。
可以产生微波的器件有许多种,但主要分为两大类:半导体器件和电真空器件。
电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件,或称之为电子管。
在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控器、多腔速调器、微波三、四极管、行波器等。
在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管。
微波技术是一门独特的现代科学技术,其重要地位不言而喻,因此掌握它的基本知识和实验方法变得尤为重要。
1.实验目的1.了解各种微波器件;2.了解微波工作状态机传输特性;3.熟悉驻波、衰减、波长(频率)和功率的测量;2实验原理1.1微波频率的测量频率是微波设备的重要参数,微波仪器通过测量其工作频率来检测其是否正常运行。
由于受到器件最高运行速度的限制(目前,高速计数器件PECL计数器的最高输入频率为2.2GHz),直接利用计数器测量频率,其测量范围有限。
不过在本实验中,我们将采用直接测量法。
使用外差式频率计或是数字频率计就能直接读出频率的数值。
实验5微波的传输特性和基本参数测量

实验五微波的传输特性和基本测量0 前言在微波测量技术中,微波测量的主要内容是频率、驻波比、功率等基本参数。
在微波工程设计中,多数情况下由于边界条件的复杂性,理论分析往往只能获得近似解,最终要通过微波测量来解决,因此,掌握微波测量技术对今后实际科研工作是非常有用的。
1 实验目的(1)初步了解微波测量系统,了解微波器件的使用和特性。
(2)了解微波测量技术,微波的传输特性。
(3)熟悉测量微波的基本参数:频率、驻波比。
(4)了解微波波导波长以及自由空间波长之间的关系。
2 原理2.1 频率的测定由于波长与频率满足关系λ=c/f,因此波长的测量和频率的测量是等效的。
在分米波和厘米波波段,频率的测量常采用谐振腔式波长计,而谐振腔波长计又可分两种:即是传输型谐振腔波长计和吸收型谐振腔波长计。
传输型谐振腔有两个耦合元件,一个将能量从微波系统输入谐振腔,另一个将能量从谐振腔输出到指示器。
当谐振腔调谐于待测频率时,能量传输最大,指示器的读数也最大。
吸收式波长计的谐振腔只有一个输入端与能量传输线路衔接,调谐是从能量传输线路接收端指示器读数的降低看出。
本实验所用的是吸收式波长计:如图(5—1)所示。
此波长计由传输波导与圆柱形谐振腔构成。
连接处利用长方形孔作磁耦合,螺旋测微计(读数结构)在旋转时与腔内活塞同步。
利用波长表可以测量微波信号源的频率。
当构成波长计的空腔与传输的电磁波失谐时,它既不吸收微波功率,也基本不影响电磁波的传输。
这种当谐振腔内活塞移动到一定位置,腔的体积正好使腔谐振于待测信号的频率,就有一部分电磁波耦合到腔内并损耗在腔壁上,从而使通过波导的信号减弱,即旋转波长表的测微头,当波长表与被测频率谐振时,将出现吸收峰。
反映在检波指示器上是一跌落点,此时读出波长表测微头的读数,再从波长表频率对照表上查出对应的频率。
如图(5—2)为不同谐振腔波长计的谐振曲线。
图5—1 吸收式波长计图5—2 谐振腔波长计谐振曲线(a)为传输型谐振腔波长计谐振曲线 (b)为吸收型谐振腔波长计谐振曲线2.2 波导波长以及驻波比的测量:关于驻波比,定义为波导中驻波极大值点与驻波极小值点的电场之比。
电压驻波比的测量

电压驻波比的测量一实验目的通过对电压驻波比的测量实验,掌握驻波测量线的正确使用以及掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
二实验原理测量电压驻波比、阻抗、匹配情况等等,是微波测量的重要工作。
驻波测量线就是测量的基本仪器。
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,就可以探测微波传输系统中电磁场分布情况。
测量线波导是一段精密加工的开槽直波导,此槽位于波导宽边的正中央,平行于波导轴线,不切割高频电流,因此对波导内的电磁场分布影响很小。
此外,槽端还有阶梯匹配段,两端法兰具有尺寸精确的定位和连接孔,而且保证开槽波导有很低的剩余驻波系数。
三厘米波导测量线的外形图见实验仪器介绍部分所示。
滑架是用来安装开槽波导和不调谐探头的。
把不调谐探头放入滑架的探头插孔中,拧紧锁紧螺钉,即可把不调谐探头紧固。
探针插入波导中的深度,用户可根据情况适当调整。
出厂时,探针插入波导的深度为1.5mm,约为波导窄边尺寸的15%。
电压驻波比的测量方法有未调制的频率法和调制的频率法种。
这里讲述调制的频率法,它的测量连接如图所示。
测量连接如图驻波测量是电磁波测量中最基本和重要内容之一,通过电磁波的测量可以测出阻抗、波长、相位等其它参量。
在测量时,通常测量电压驻波系数,即波导中电场最大值1最先值之比, 即 m ax m inE S E =⑴ 小驻波比(1.05<S<1.5)这时,驻波的最大值和最小值相差不大,且不尖锐,不易测准,为了提高准确度,可移动探针到几个波腹点和波节点记录数据,然后取平均值再进行计算。
若驻波波腹点和节点处读数分别为Imax ,Imin 则电压驻波系数为⑵ 中驻波比(1.5<S<5)此时,只须测一个驻波波腹和一个驻波波节,即直接读出Imax ,Imin⑶ 大驻波比(S>5)当S>5时,如果直接测量大驻波的最大值,就会引入误差,驻波的最大值超出了指示器量程。
完整微波基本参数测量实验报告

(完整)微波基本参数测量实验报告微波基本参数测量实验报告【引言】微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
微波成为一门技术科学,开始于20世纪30年代。
微波技术的形成以波导管的实际应用为其标志,若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发明,是另一标志。
在第二次世界大战中,微波技术得到飞跃发展。
因战争需要,微波研究的焦点集中在雷达方面,由此而带动了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测量等技术的研究和发展。
至今,微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科,又是不断向纵深发展的学科。
【实验设计】一、实验原理1、微波微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热,微波炉就是利用这一特点制成的,而对金属类东西,则会反射微波。
2、微波的似声似光性微波波长很短,比地球上的一般物体(如飞机,舰船,汽车建筑物等)尺寸相对要小得多。
使得微波的特点与几何光学相似,即所谓的似光性。
因此使用微波工作,能使电路元件尺寸减小,使系统更加紧凑;可以制成体积小,波束窄方向性很强,增益很高的天线系统,接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号,从而确定物体方位和距离,分析目标特征。
由于微波波长与物体(实验室中无线设备)的尺寸有相同的量级,使得微波的特点又与声波相似,即所谓的似声性。
3、波导管波导管是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子。
微波实验档 (5)

实验一测量线的调整与晶体检波器校准【一】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。
【二】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。
图1-1 示出了实验室常用的微波测试系统。
系统调整主要指信号源和测量线的调整,以及晶体检波器的校准。
信号源的调整包括振荡频率、功率电平及调制方式等。
本实验主要讨论微波测量线的调整和晶体检波器的校准。
1.测量线的调整测量线是微波系统的一种常用测量仪器,它在微波测量中用途很广,可测驻波、阻抗、相位、波长等。
测量线通常由一段开槽传输线、探头(耦合探针、探针的调谐腔体和输出指示)、传动装置三部分组成。
由于耦合探针伸入传输线而引入不均匀性,其作用相当于在线上并联一个导纳,从而影响系统的工作状态。
为了减少其影响,测试前必须仔细调整测量线。
实验中测量线的调整一般包括的探针深度调整和耦合输出匹配(即调谐探头)。
2.晶体检波器的校准曲线在微波测量系统中,送至指示器的微波能量通常是经过晶体二极管检波后的直流或低频电流,指示器的读数是检波电流的有效值。
在测量线中,晶体检波电流与高频电压之间关系是非线性的,因此要准确测出驻波(行波)系数必须知道晶体检波器的检波特性曲线。
晶体二极管的电流I与检波电压U的一般关系为I=CU n (2-1)式中,C 为常数,n为检波律,U为检波电压。
检波电压U与探针的耦合电场成正比。
晶体管的检波律n随检波电压U 改变。
在弱信号工作(检波电流不大于10 μA)情况下,近似为平方律检波,即n=2;在大信号范围,n近似等于1,即直线律。
测量晶体检波器校准曲线最简便的方法是将测量线输出端短路,此时测量线上载纯驻波,其相对电压按正弦律分布,即:式中,d为离波节点的距离,U max为波腹点电压,λg为传输线上波长。
因此,传输线上晶体检波电流的表达式为根据式(2-3)就可以用实验的方法得到图2-1 所示的晶体检波器的校准曲线。
微波测量实验 微波驻波比的测量

测量示数(mm)
150.3
147.1
125.9
122.4
4)将测量线终端换接调配器+晶体检波器,并将探针置于住波节点位置,提高测试系统灵敏度。选择两倍于波节点电压强度的左右相邻两个点l=148.4mm与l’=151.1mm,则W=|l’-l|=2.7mm
代入公式:
得到: 。即用等指示度法测出的驻波系数为5.9。
35.5
37
36
1.54
86.2
36.2
99
60
1.29
从实验中我们可以看出,对于匹配负载, =1.01,与理论值1十分相近。对于失配负载,, =1.54,也比较接近实验仪器上写的 =1.5。
因为终端短路时, 非常大,超过了5,由实验原理知,当被测量的驻波系数大于5时,驻波腹点和节点的电平相差比较大,直接法求取大驻波系数会带来较大的误差,因此我们需要采用其他的方法测量。
(2)等指示度法测量驻波系数
当驻波比大于5的时候,我们不再能用直接法测量,必须用等指示度法。步骤如下:
1)连接好微波测量系统,开启微波信号源,选择好频率,工作方式选择“方波”。
2)将测量线探针插入适当深度,用选频放大器测量微波的大小,选择较小的微波输出功率并进行驻波测量线的调谐。
3)将测量线终端接短路片,用两点法测量三个相邻波节点位置,计算 。
电磁场与微波测量实验
实验报告
北京邮电大学
实验三.微波驻波比的测量
由于微波的波长很短,传输线上的电压、电流既是时间的函数,又是位置的函数,使得电磁场的能量分布于整个微波电路而形成“分布参数”,导致微波的传输与普通无线电波完全不同。微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量,这也是和低频电路不同的。电压驻波系数的大小往往是衡量一个微波元件性能优劣的主要指标。驻波测量也是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量不仅可以直接得知驻波系数值,而且还可以间接求得衰减器、相移量、谐振腔品质因数,介电常数。
微波测量实验-微波驻波比的测量

电磁场与微波测量实验实验报告北京邮电大学实验三.微波驻波比的测量由于微波的波长很短,传输线上的电压、电流既是时间的函数,又是位置的函数,使得电磁场的能量分布于整个微波电路而形成“分布参数”,导致微波的传输与普通无线电波完全不同。
微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量,这也是和低频电路不同的。
电压驻波系数的大小往往是衡量一个微波元件性能优劣的主要指标。
驻波测量也是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量不仅可以直接得知驻波系数值,而且还可以间接求得衰减器、相移量、谐振腔品质因数,介电常数。
一、实验目的(1)了解波导测量系统,熟悉基本微波元件的作用。
(2)掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
(3)掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
二、实验原理驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q值等其他参量。
在传输线中若存在驻波,将使能量不能有效地传给负载,因而增加损耗。
在大功率情况下,由于驻波存在可能发生击穿现象。
此外,驻波存在还会影响微波信号发生器输出功率和频率的稳定度。
因此,驻波测量非常重要。
电压驻波比测量:驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q值等其他参量。
在测量时,通常测量电压驻波系数,及波导中电场最大值和最小值之比,即ρ=。
测量驻波比的方法与仪器种类很多,有直接法,等指示度法,功率衰减法等。
我们这次实验中主要用直接法和等指示度法来熟悉驻波测量线的使用。
(1)直接法直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强,从而求得驻波系数的方法称为直接法。
若驻波腹点和节点处电表读数分别为,则电压驻波系数ρ:ρ==当驻波系数1.5<ρ<5时直接读出,即可。
在我们的实验中,由于选频放大器直接读出来的是电压而不是电流,所以我们直接读出和也可以。
当电压驻波系数在1.05<ρ<1.5时,驻波的最大值和最小值相差不大,且不尖锐,不易测准,为了提高测量准确度,可移动探针到几个波腹点和波节点记录数据,然后取平均值。
微波测量实验-微波驻波比的测量

电磁场与微波测量实验实验报告北京邮电大学实验三.微波驻波比的测量由于微波的波长很短,传输线上的电压、电流既是时间的函数,又是位置的函数,使得电磁场的能量分布于整个微波电路而形成“分布参数”,导致微波的传输与普通无线电波完全不同。
微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量,这也是和低频电路不同的。
电压驻波系数的大小往往是衡量一个微波元件性能优劣的主要指标。
驻波测量也是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量不仅可以直接得知驻波系数值,而且还可以间接求得衰减器、相移量、谐振腔品质因数,介电常数。
一、 实验目的(1)了解波导测量系统,熟悉基本微波元件的作用。
(2)掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
(3)掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
二、 实验原理驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q 值等其他参量。
在传输线中若存在驻波,将使能量不能有效地传给负载,因而增加损耗。
在大功率情况下,由于驻波存在可能发生击穿现象。
此外,驻波存在还会影响微波信号发生器输出功率和频率的稳定度。
因此,驻波测量非常重要。
电压驻波比测量: 驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一,通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q 值等其他参量。
在测量时,通常测量电压驻波系数,与波导中电场最大值和最小值之比,即 ρ=Emax Emin ⁄。
测量驻波比的方法与仪器种类很多,有直接法,等指示度法,功率衰减法等。
我们这次实验中主要用直接法和等指示度法来熟悉驻波测量线的使用。
(1)直接法 直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强,从而求得驻波系数的方法称为直接法。
若驻波腹点和节点处电表读数分别为U max ,U min 则电压驻波系数ρ:ρ=Emax Emin ⁄=√Umax U min⁄当驻波系数1.5<ρ<5时直接读出Imax ,Imin 即可。
微波基本参数测量实验报告

(实验报告)微波基本参量测量【摘要】微波技术是一门独特的现代科学技术,我们应掌握它的基本知识和测量的方法。
对微波测试系统的工作原理的分析研究与基本参量的测量,能使我们掌握微波的基本知识,了解其传播的特点,并且我们还能学会对功率、驻波比和频率等量的测量方法。
另外,在实验过程中我们还能熟悉功率计等实验器材的工作原理和物理学中对有关物理量的测量的思想方法。
【关键词】微波、功率、驻波比、频率、测量【引言】微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
而对金属类东西,则会反射微波。
微波的特点有以下几点:第一.微波波长很短。
具有直线传播的性质,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,从而确定物体的方向和距离。
这使微波技术广泛的应用于雷达中。
第二.微波的频率很高 ,电磁振荡周期很短。
比电子管中电子在电极经历的时间还要小。
普通电子管不能用作微波振荡器、放大器和检波器,而必须用原理上完全不同的微波电子管来代替。
第三.许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长正好处在微波波内。
用这特点研究分子和原子的结构,发展了微波波谱学和量子无线电物理学等尖端学科, 还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。
第四.微波可以畅通无阻的穿过地球上空的电离层。
微波波段为宇宙通讯、导航、定位及射电天文学的研究和发展提供了广阔的前景。
【正文】本实验中,我们首先要引入两个基本概念:反射系数与驻波比。
反射系数的定义:波导出某横截面出的电场反射波与入射波的复数比。
电压驻波比的测量实验报告

电压驻波比的测量实验报告电压驻波比测量实验报告近代物理实验报告指导教师: 得分:实验时间: 2009 年 10 月 26 日,第九周,周一,第 5-8 节实验者: 班级材料0705学号 200767025 姓名童凌炜同组者: 班级材料0705学号 2007670姓名车宏龙实验地点: 综合楼 406实验条件: 室内温度 ?,相对湿度 %,室内气压实验题目: 微波系统中电压驻波比的测量实验仪器:(注明规格和型号) 导波管(BJ-100)、隔离器、衰减器、谐振式频率计、晶体检波器、驻波测量线(DH364A00)、匹配负载实验目的:(1) 了解驻波导测量系统,熟悉基本微波原件的作用; (2) 掌握驻波测量线的正确使用方法;(3) 掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
实验原理简述: 1. 微波的基本知识1.1 电磁波的基本关系??D????B?0??E???B?t??H?j??D?t(3-1-1)D??E,B??H,J??E (3-1-2)如上所示,方程组(3-1-1)为Maxwell方程组,方程组(3-1-2)描述了介质的性质对场的影响。
1.2 矩形波导中波的传播在微波波段,随着工作频率的升高,导线的趋肤效应和辐射效应增大,使得普通的双导线不能完全传输微波能量,而必须改用微波传输线。
本实验中使用的是矩形波导管,同时对应使用的是在矩形波导中常用的微波TE101.2.1 TE10型波。
一个均匀、无限长和无耗的矩形波导。
(图3-1-3)经过计算可以得到波导波长?g???(?2a)2特点:1,存在一个临界波长?c=2a,只有波长???c的电磁波才能在波导管中传播 2,导波波长?g自由空间波长?3,电场只存在横向分量,电力线从一个导体壁出发,终止在另一个导体壁上,并且始终平行于导波的窄边4,磁场既有横向分量,也有纵向分量,磁力线环绕电力线 5,电磁场的波导的纵方向(z)上形成行波下图所示,为TE10型波的电磁场结构1.2.2导波的工作状态如果导波终端负载是匹配的,传播到终端的电磁波的所有能量被吸收,这时波导中呈现的是行波。
南昌大学微波实验报告

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实验数据记录 表 2-1 驻波分布特性测量数据表
1) 实验目的; (2) 实验原理;
断路和短路状态时,驻波特性呈周期性正弦变化。 匹配状态下,沿线电压和电流振幅不变,ρ=1
实验三
微波波导波长与频率的测量、分析和计算
实验目的 (1) 熟悉微波测量线的使用; (2) 学会测量微波波导波长和信号源频率; (3) 分析和计算波导波长及微波频率。 实验原理 测量线的基本测量原理是基于无耗均匀传输线理论, 当终端负载与测量线匹配时测量线 内是行波;当终端负载为短路或开路时,传输线上为纯驻波,能量全部反射。根据驻波分布 的特性,在波导系统终端短路时,传输系统中会形成纯驻波分布状态,在这种情况下,两个 驻波波节点之间的距离即为波导波长的 1/2 ,所以只要测量出两个驻波波节点之间的距离, 就可以得到信号源工作频率所对应的波导波长。 方法一:通过测量线上的驻波比,然后换算出反射系数模值,再利用驻波最小点位置 dmin 便可得到反射系数的幅角以及微波信号特性、网络特性等。根据这一原理,在测得一组 驻波最小点位置 d1,d2,d3,d4 … 后,由于相邻波节点的距离是波导波长的 1/2,这样便可 通过下式算出波导波长。
g
1 d 4 d min 0 d 3 d min 0 d 2 d min 0 d1 d min 0 2 4 3 2
(3-1)
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方法二:交叉读数法测量波导波长,如图 3-1 所示。
图 3-1 交叉读数法测量波节点位置 为了使测量波导波长的精度较高(接近实际的波导波长),采用交叉读数法测量波导波 长。在测试系统调整良好状态下,通过测定一个驻波波节点两侧相等的电流指示值 I0 (可选 取最大值的 20%)所对应的两个位置 d1、d2,则取 d1、d2 之和的平均值,得到对应驻波波节 点的位置 dmin1 。 用同样的方法测定另一个相邻波节点的位置 dmin2 , 如图 3-1 所示, 则 dmin1 、 dmin2 与系统中波导波长之间的关系为:微波技术与天线实 验 报 告专业班级:
驻波比的测量实验报告

驻波比的测量实验报告
《驻波比的测量实验报告》
实验目的:通过测量驻波比,掌握驻波的形成条件和特点,加深对电磁波的传
播特性的理解。
实验仪器:信号发生器、示波器、驻波比测量仪。
实验原理:驻波是由于电磁波在传输线上的来回反射形成的一种波动现象。
当
传输线的长度与波长成整数倍关系时,反射波与入射波相互叠加形成驻波。
驻
波比是描述驻波强度的参数,其定义为反射波和入射波的幅值比值。
实验步骤:
1. 将信号发生器和示波器连接到驻波比测量仪上,确保连接正确无误。
2. 设置信号发生器的频率为特定数值,使其与传输线的长度产生驻波。
3. 调节示波器观察驻波的波形,记录下波峰和波谷的位置。
4. 根据记录的波峰和波谷位置计算出驻波比的数值。
实验结果与分析:
通过实验测得不同频率下的驻波比,发现驻波比随着频率的变化而变化。
在某
些频率下,驻波比的数值较大,说明驻波较为明显;而在其他频率下,驻波比
的数值较小,说明驻波较为微弱。
这表明驻波的形成与频率有着密切的关系。
结论:
通过本次实验,我们成功测量了驻波比,并观察到了驻波的形成现象。
我们深
入了解了驻波的形成条件和特点,加深了对电磁波传播特性的理解。
这对于我
们掌握电磁波的传播规律具有重要的意义。
实验中还存在一些误差,如测量时的示波器误差、信号发生器的频率稳定性等,
这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。
因此,在今后的实验中,我们需要进一步提高实验技能,减小误差,以获得更加准确的实验结果。
驻波比和反射系数

驻波比和反射系数驻波比和反射系数是电磁波在传输过程中的两个重要参数。
利用这两个参数可以评估传输线上反射损耗以及传输效果的好坏。
本文将详细介绍驻波比和反射系数的概念、定义以及计算方法,并通过实例加以说明。
一、驻波比的定义和计算:驻波比是衡量波在传输线上反射效果的一个参数。
它定义为传输线上最大电压和最小电压之比,用符号VSWR表示。
计算驻波比的方法如下:1. 测量传输线上的最大电压和最小电压,记作Vmax和Vmin。
2. 利用上述测量结果,可以得到驻波比的表达式:VSWR = (Vmax + Vmin) / (Vmax - Vmin)。
例如,如果在传输线上测量到的最大电压是10V,最小电压是2V,则驻波比为:(10V + 2V) / (10V - 2V) = 1.4。
二、反射系数的定义和计算:反射系数是衡量波在传输线上反射能量的一个参数。
它定义为反射波电压和入射波电压之比,用符号Γ表示。
计算反射系数的方法如下:1. 测量传输线上的反射波电压,记作Vr。
2. 测量传输线上的入射波电压,记作Vi。
3. 利用上述测量结果,可以得到反射系数的表达式:Γ = Vr / Vi。
举例来说,如果在传输线上测量到的反射波电压是4V,入射波电压是8V,则反射系数为:Γ = 4V / 8V = 0.5。
三、驻波比与反射系数之间的关系:驻波比和反射系数是可以相互转换的。
它们之间的关系如下:1. 驻波比VSWR和反射系数Γ之间的关系为:VSWR = (1 + |Γ|) / (1 - |Γ|)。
2. 反之,可以通过反射系数求得驻波比的表达式为:|Γ| = (VSWR - 1) / (VSWR + 1)。
通过上述关系,我们可以在已知驻波比或反射系数的情况下,计算出另一个参数的数值。
驻波比和反射系数是评估传输线上波的反射情况的重要参数。
通过测量和计算,我们可以得到驻波比和反射系数的数值,以评估传输线的品质。
在实际应用中,我们可以根据所需的传输效果,设定合理的驻波比或反射系数的要求,以提供良好的信号传输质量。
电压驻波比的测量实验报告

电压驻波比的测量实验报告电压驻波比的测量实验报告引言:电压驻波比是无线通信领域中一个重要的参数,用于衡量信号传输中的反射程度。
本实验旨在通过测量电压驻波比的方法,探究信号传输中的驻波现象,并研究其对信号传输质量的影响。
一、实验目的:1. 理解电压驻波比的概念和意义;2. 掌握测量电压驻波比的实验方法;3. 研究驻波现象对信号传输质量的影响。
二、实验原理:1. 电压驻波比的定义:电压驻波比(VSWR)是指在信号传输过程中,由于阻抗不匹配或信号反射而导致的信号幅度的最大与最小值之比。
2. 驻波现象:当信号在传输线上发生反射时,会形成驻波。
驻波的产生是由于传输线的特性阻抗与信号源或负载的阻抗不匹配所引起的。
3. 测量电压驻波比的方法:常用的测量电压驻波比的方法有反射法和功率法。
本实验采用反射法进行测量。
三、实验器材:1. 信号发生器:产生待测信号;2. 驻波比仪:用于测量信号的最大和最小幅度;3. 反射器:用于引发信号的反射。
四、实验步骤:1. 将信号发生器连接到驻波比仪的输入端;2. 将驻波比仪的输出端与反射器相连;3. 设置信号发生器的频率和幅度;4. 在驻波比仪上观察信号的最大和最小幅度,并记录下对应的数值;5. 根据记录的数值计算电压驻波比。
五、实验结果和分析:通过实验测量得到的最大和最小幅度分别为A_max和A_min,电压驻波比(VSWR)可以通过以下公式计算得到:VSWR = (1 + √(A_max/A_min)) / (1 - √(A_max/A_min))根据实验数据计算得到的电压驻波比可以用于评估信号传输的质量。
当电压驻波比接近于1时,表示传输线的阻抗与信号源或负载的阻抗相匹配,信号传输质量较好。
当电压驻波比大于1时,表示存在反射,信号传输质量较差。
六、实验总结:本实验通过测量电压驻波比的方法,探究了信号传输中的驻波现象,并研究了其对信号传输质量的影响。
实验结果表明,电压驻波比能够有效评估信号传输的质量,为无线通信领域中的信号传输提供了重要的参考指标。
微波基本参数的测量实验报告

【目的要求】1.学习微波的基本知识,了解波导测量系统,熟悉基本微波元件的作用;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.掌握驻波测量线的正确使用方法;4.掌握电压驻波系数的测量原理和方法。
【仪器用具】微波参数测试系统,包括:三厘米固态信号源,三厘米驻波测量线,选频放大器, 精密衰减器,隔离器,谐振式频率计(波长表),匹配负载,晶体检波器,单螺调配器等。
【原理】微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术,它不仅在通讯、原子能技术、空间技术、量子电子学以及农业生产等方面有着广泛的应用,在科学研究中也是一种重要的观测手段,微波的研究方法和测试设备都与无线电波的不同。
从图1可以看出,微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波之间,因此它兼有两者的性质,却乂区别于两者。
与无线电波相比,微波有下述儿个主要特点A/m1 1i(y«i t iIO> 10°Illi Illi JI 110 io-|J1 1 1 1 1/niz i0* F f) 1 1 1 1IL w•»Illi 1IO12IOIJ1 < 1广Ifi 电视无垛乜灌图1电磁波的分类验的重要组成部分。
在微波波段,随着工作频率的升高,导线的趋肤效应和辐射效应增大,使得普通的导线不能完全传输微波能量,而必须改用微波传输线。
常用的微波传输线有平行双线、同轴线、带状线、微带线、金属波导管及介质波导等多种形式的传输线,本实验用的是矩形波导管,波导是指能够引导电磁波沿一定方向传输能量的传输线。
根据电磁场的普遍规律一一Maxwell方程组以及具体波导的边界条件,可以严格求解出只有两大类波能够在矩形波导中传播:①横电波(乂称为磁波),简写为TE波(或H波),磁场可以有纵向和横向的分量,但电场只有横向分量。
②横磁波(乂称为电波), 简写为TH 波(或E波),电场可以有纵向和横向的分量,但磁场只有横向分量。
反射系数(电压驻波比)的测量

实验二 反射系数(电压驻波比)的测量驻波系数测量是微波测量中最基本的测量,通过驻波测量,不仅可以了解传输线上的场分布,而且可以测量阻抗、波长、相位移、衰减、Q 值等其它参量,传输线上存在驻波时,能量不能有效地传到负载,这就增加了损耗;大功率传输时,由于驻波的存在,驻波电场的最大点处可能产生击穿打火,因而驻波的测量以及调配是十分重要的。
根据驻波系数定义,可知ρ的取值范围为1≤ρ<∞,通常按ρ的大小可分三类:ρ<3为小驻波比;3≤ρ≤10为中驻波比;ρ>10为大驻波比。
驻波系数的测量方法很多,用测量线进行测量的主要方法及应用条件如下:表Ⅰ 用测量线测驻波系数的方法及应用条件(1)直接法:测试方框如图1。
将测量线探头沿线移动,测出相应各点的驻波场强分布,找到驻波电场的最大点与最小点,直接代入公式就可以得到驻波比,如测量线上的晶体检波律为n ,则:na a 1min max ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=ρ a 为输出电表指示。
通常实验室条件下检波功率电平较小,可认为基本特性为平方律,即n =2。
为提高测量精度,必须尽量使电表指针偏在满刻度12以上。
当驻波系数在1.05<ρ<1.5时,由于驻波场的最大与最小值相差不大,且变化不尖锐,不易测准。
为提高测量准确度,可移动探针到几个波腹与波节点,记录数据,然后取其平均值。
直接法的测试范围受限于晶体的噪声电平及平方律检波范围。
(2)等指示度法(二倍最小法):当被测器件的驻波系数大于10时,由于驻波最大与最小处的电压相差很大,若在驻波最小点处使晶体输出的指示电表上得到明显的偏转,那么在驻波最大点时由于电压较大,往往使晶体的检波特性偏离平方律,这样用直接法测量就会引入较大的误差。
等指示度法是通过测量驻波图形在最小点附近场强的分布规律,从而计算出驻波系数,如图三所示。
若最小点处的电表指示为min a ,在最小电两边取等指示点1a ,两等指示度点之间的距离为W ,有min 1Ka a =,设晶体检波律为n ,由驻波场的分布公式可以推出:gW gW K n λπλπρsincos 2/2-= (1)通常取2K =(二倍最小法),且设2n =:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+gW λπρ2sin 11= (2)当ρ>10时,上式可简化为 Wgπλρ≈只要测出波导波长及相应于两倍最小点读数的两点D 1、D 2之间的距离W ,代入(2)式,即可求出驻波比ρ。
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实验五--微波电压驻波比与反射系数的测量实验五微波电压驻波比与反射系数的测量、分析与计算一、实验目的(1)学会驻波比的测量、分析和计算;(2)通过驻波比及驻波波节点测量数据,学会分析和计算反射系数。
二、实验原理在任何的微波传输系统中,为了保证传输效率,减少传输损耗和避免大功率击穿,必须实现阻抗的匹配。
描述系统匹配程度的参数有电压驻波比和反射系数。
驻波比测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一。
在传输线中若存在驻波,将使能量不能有效地传给负载,因而增加损耗。
在大功率情况下由于驻波存在可能发生击穿现象。
因此驻波测量是非常重要的内容。
在测量时,通常是测量电压驻波比,即波导中电场(电压) 最大值与最小值之比,即:测量驻波比的方法与仪器有多种。
驻波比的各种测量方法如表5-1 所示。
表5-1 驻波比的各种测量方法测量方法适用范围特点直接法中、小驻波比 (ρ<6)测量方法简便,测量误差除与信号源和测量线的系统有关外,主要决定于指示器的读数误差 等指示度法 大驻波比(ρ>6) 测量方法简单,ρ 值测量时需要确定晶体检波律。
测量误差决定于等指示度宽带 w 的读数误差,探针导纳对测量精度影响较小功率衰减法 任意驻波比(常用于测量大驻波比) 测量方法复杂,标准衰减器两端匹配良好(ρ<1.02)时可得到较高精度 移动终端法 小驻波比(ρ<1.1) 能分离两个混合在一起的小反射波,测量精度与直接法相同,由于已将两种反射分离开,所以准确度大大提高S 曲线法(即节点偏移法) 任意驻波比(常用于测量小驻波比) 测量方法复杂,测量准确度较高,但测量精度受到信号源的频率漂移影响较大本实验仅介绍直接法和等指示度法。
1. 直接法直接测量沿线驻波的最大点和最小点场强,由式(5-1)直接求出电压驻波比的方法称为直接法。
此方法适用于中小电压驻波比 (ρ<6) 的测量。
若驻波波腹点和波节点处电表指示读数分别为 I max 、I min ,对于小驻波比,晶体二极管为平方律(n =2)检波时,则上式驻波比为:min max min maxI I E ==E ρ (5-2)当电压驻波比在 1.05<ρ<1.5 时,驻波的最大值和最小值相差不大,且不尖锐,不易测量准。
为了提高测量准确度,可移动探针座到几个波腹点和波节点,实际测量多个数据,并记录数据,然后取平均值。
按下式计算驻波比 (n =2) : n n I I I I I I U Umin 2min 1min max 2max 1max min max.ΛΛ++++==ρ (5-3)若检波律 n≠2 时 ,则采用下式计算驻波比:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++==n n I I I I I I n U Umin max 2min 2max 1min 1max min max1Λρ (5-4)在选频放大器的指示刻度上,有两条驻波比的刻度线:其中一条的驻波比范围是 ≤4 ,另一条的驻波比范围是 ≤10 。
由此,利用选频放大器可以测量出驻波比≤10 的负载驻波比。
这两条驻波比刻度线都是按平方检波律标准标注的。
当驻波比超出第一条驻波刻度线所标的范围值时,可以试着将选频放大器的增益增大一档,然后读取第二条驻波刻度线上的数值,但换挡时会引入较大的测量误差。
一般选频放大器的分贝量程置于 50 dB (或 60dB) 档。
2. 等指示度法等指示度法适用于测量大、中电压驻波(ρ>6) 。
如果被测元器件驻波比较大,驻波波节点和波腹点电平相差悬殊,因而在测量最大点和最小点电平时,会使晶体检波二极管工作在不同的检波律,若仍按直接法测量大驻波比将引起较大误差,此时常采用等指示度法。
等指示度法是测量驻波图形波节点两侧附近的场分布规律,从而求得驻波比的方法,因此该方法能克服直接法测量的缺点。
已知传输线上沿线驻波分布的相对场强Eˊ= E/Emax 与终端反射系数的关系为:式中,z为离终端的距离,φL为终端反射系数ΓL 的幅角,β=2π/λg 为传输线的相移常数,λg 为波导波长。
根据式(4-2)的晶体检波特性,在等指示度点获得的电流指示值为:而在波节点(在波节点有cos(2πw/λg)z=cosnπ)获得的电流指示值为:式中的C为比例常数,n为检波律,w=2d 为两等指示度对应点之间的距离。
引入比值K则得:引入三角公式cos2θ=2cos θ-1 及关系式|Γ|=(ρ-1)/(ρ+1),经变换得:图5-1 示出了驻波节点附件的电场分布曲线和需要测量的有关量。
图5-1 波节点附近驻波分布曲线通常测量i 左或右=2i min 的两个等指示度点(即取K=2)所对应的探针位置间的距离w=|d2-d1|,当探针晶体为平方律(n=2)检波时,传输线中的驻波比为:该方法也可称为“二倍最小值法或三分贝法”。
当ρ>10 时,sin(πw /λg )很小,则上式可简化为可见,用等指示度法测量驻波比实际上是测量等指示宽度 w 和波导波长λg 。
等指示度法测量驻波比的精度主要取决于 w 测量精度,因此一般在测量线上要加装用百分表来测量 w 。
根据终端反射系数的模值|Γl | 与驻波比有如下关系: 11+-=Γρρl (5-13)和终端反射系数的相位φl 与节点位置 z min n 的以下关系:()414min g l g n z λφπλ++=2n(5-14)可以计算得到反射系数。
三、实验内容和步骤(根据待测负载情况选用直接法或等指示度法测量驻波比,如:待测负载为小驻波比(ρ<6)可用直接法;待测负载为大驻波比(ρ>6),则可用等指示度法。
)1. 等效参考面的选取与波导波长的测量(1)将测量线测试系统调至最佳工作状态;(2)终端接短路片,从负载端开始,旋转测量线上的探针座位置,使选频放大器指示最小,此时即为测量线等效短路面,记录此时的探针初始位置,记作dmin0 ,并记录数据;(3)采用同实验三的方法测出波导波长λg (或直接使用实验三的结果)。
相应测量数据记入表 5-1 。
2.直接法测量驻波比终端接上待测负载(可将调配器调至某一位置作为待测负载),探针从dmin0开始向信号源方向旋转,依次得到指示最大值和最小值三次,记录相应的读数,即得相应的Imin 和Imax,数据记入表 5-2 (注:指示表的刻度是电流,用微安μA 单位)。
再根据公式(5-3)或公式(5-4)计算驻波比。
3.等指示度法测量驻波比:终端接上待测负载(可将调配器调至某一位置作为待测负载),缓慢移动探针座,在驻波节点两旁找到指示表中读数为2i min 的两个指示度点(即图5-1 中所示K=2 的d1、d2 位置),应用测量线标尺刻度及指针式百分表读取该两个等指示度点所对应的探针位置刻度值d1 和d2,重复测量3 次(计算时取平均值),数据列表记录于表5-2。
根据公式(5-11)或公式(5-12)计算驻波比。
4.反射系数的测量与计算:终端接上待测负载,探针从d min0开始向信号源方向旋转,记录波节点的位置d min n,数据记入表5-3 。
按式(5-13)和式(5-14)计算反射系数。
四、实验结果及数据处理探针初始位置d min0 = 79.96mm表5-1 波导波长测试数据记录表位置读数(mm) 测量次数1d2d3d4d1mind2mind1 9111118.54 06.78 19.84 29.04 03.00 23.54 2 98.56 106.84 119.86 129.10 104.38 123.14 3 98.58 106.78 119.80 129.10 103.66 123.56 注:上表中1min d 和2min d 为实际测量值。
第1次测量:mm d d d mm d d d 44.124)(2166.102)(21432min 211min =+==+=mmd d g 56.4321min 2min =-=λ 第2次测量:mm d d d mm d d d 48.124)(217.102)(21432min 211min =+==+=mmd d g 56.4321min 2min =-=λ 第3次测量:mm d d d mm d d d 45.124)(2168.102)(21432min 211min =+==+=mm d d 54.4321min 2min =-=g λmm g 55.43=∴λ表 5-2 (a)驻波比测量数据记录表 (直接法) 指示表读数 I min I max(uA) 测量位置1 10 4102 5 400 353356632.75510355400410.min 2min 1min max 2max 1max minmax >=++++=++++==n n I I I I I I UU ΛΛρ因此,该处应选等指示度法测量驻波比。
表 5-2 (b)驻波比测量数据记录表 (等指示度法)位置读数 (mm) 测量次数1d2d1 97.78 99.92 2 97.70 100.123 97.46 100.04其中:K=2,n=2。
718.011111.6)(sin 1131.202.10071.9721221=+-=Γ=+==-===ρρλπωρωl gmm d d mmd mm d表 5-3计算反射系数测量数据记录表位置读数 (mm) 测量次数min d 1min d 2min d 3min d 1 76.66 98.70 119.92 146.742 76.38 98.54 123.98 146.643 77.16 98.86 122.96 146.0619.2032103210min 3min 2min 1min 0min 718.019.20416.2357.1905.1999.184)12(448.15628.12270.9873.76j j l l l l l l l l l l l g l g ne e n z d d d d l=Γ=Γ=+++=∴=⇒=⇒=⇒=⇒++=====φφφφφφφφφφλφπλΘ五、思考及体会:实验步骤 1 对后续测量有何意义? 实验步骤1是对等效参考面的选取及波导波长的测量,用实验三的方法测出波导波长,这样就等于是验证了参考波长,用测量出的参数与实验三对比,以防相差太大,造成误差,保证实验的准确性。
小结:通过本次实验,我学会了驻波比的测量分析和计算方法,并掌握了通过驻波比及驻波波节点测量数据分析和计算反射系数的方法。