北邮电磁场实验三 微波驻波比的测量
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。
北京邮电大学电磁场与电磁波实验报告
信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告题目：校园无线信号场强特性的研究姓名班级学号序号指导老师：日期：2012年4月目录一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)1、电磁波的传播方式 (1)2、尺度路径损耗 (1)3、阴影衰落 (2)4、建筑物的穿透损耗的定义 (3)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (4)1、实验对象的选择 (4)2、数据采集 (5)3、数据录入 (5)4、数据处理 (6)五、实验结果与分析 (7)1、磁场强度地理分布 (7)2、磁场强度统计分布 (13)3、建筑物的穿透损耗 (18)六、问题分析与解决 (18)1、测量误差分析 (18)2、场强分布的研究 (19)七、分工安排 (19)八、心得体会 (19)九、附录：数据处理过程 (21)一、实验目的1. 掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确的测试方法；2. 研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律；3. 掌握在室内环境下场强的正确测量方法，理解建筑物穿透损耗的概念；4. 通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系；5. 研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。
二、实验原理1、电磁波的传播方式无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。
对于接受者，只有处在发射信号的覆盖区内，才能保证接收机正常接受信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。
因此基站的覆盖区的大小，是无线工程师所关心的。
决定覆盖区的大小的主要因素有：发射功率，馈线及接头损耗，天线增益，天线架设高度，路径损耗，衰落， 接收机高度，人体效应，接收机灵敏度，建筑物的穿透损耗，同播，同频干扰等。
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。
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。
北邮微波实验报告
北邮微波实验报告北邮微波实验报告引言：微波技术是现代通信领域的重要组成部分，其在无线通信、雷达探测、卫星通信等方面发挥着重要作用。
本次实验旨在通过对微波的实际操作，深入了解微波的特性和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 了解微波的基本特性和传输原理；2. 掌握微波实验仪器的使用方法；3. 学习微波的传输线特性及其在微波系统中的应用。
二、实验原理微波是指频率在300MHz至300GHz之间的电磁波，具有较高的频率和较短的波长。
微波的传输线主要包括同轴电缆和微带线两种，其特性阻抗和传输损耗与频率、材料和结构参数有关。
三、实验步骤1. 实验仪器准备：将微波发生器、功率计、频谱分析仪等仪器连接好，确保仪器间的连接正确可靠。
2. 测量微波信号的功率：使用功率计对微波信号的功率进行测量，记录下测量结果。
3. 测量微波信号的频谱：使用频谱分析仪对微波信号的频谱进行测量，观察并记录下频谱特性。
4. 测量微波传输线的特性阻抗：将微波传输线连接好，通过测量反射系数和传输系数等参数，计算出传输线的特性阻抗。
5. 测量微波传输线的传输损耗：通过测量微波信号在传输线中的衰减量，计算出传输线的传输损耗。
6. 分析实验结果：根据实验数据，分析微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等。
四、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等数据。
根据实验结果可以得出以下结论：1. 微波信号的功率与输入功率之间存在一定的关系，可以通过功率计进行测量和调整。
2. 微波信号的频谱特性与信号的频率和幅度有关，可以通过频谱分析仪进行测量和分析。
3. 微波传输线的特性阻抗与线路结构和材料参数有关，可以通过测量反射系数和传输系数等参数进行计算。
4. 微波传输线的传输损耗与线路长度和材料损耗有关，可以通过测量微波信号在传输线中的衰减量进行计算。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了微波的特性和应用，并掌握了微波实验仪器的使用方法。
实验三-微波驻波比的测量
ρ =
Umax1 + Umax2 + ⋯ + Umaxn Umin1 + Umin2 + ⋯ + Uminn
E W Emax Emin L
E
L
Lk’ L2’ L2 Lk
直接法线驻波场分布图等指示度法波节点附近场的分布 （2）等指示度法 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，原因是：波腹点和波节点电平相差悬殊，因此 在测量最大点和最小点电平时， 晶体工作在不同的检波率，所以仍然采用直接法 测量大驻波比误差较大。 因此采用等指示度法，也就是通过测量驻波图形中波节 点两旁附近场的分布规律的间接方法，求出驻波系数。 根据传输线上场强和终端反射系数之间的关系，如果确定驻波节点两旁等指 示度之间的距离，可以推导出关系：
2
k ������ − （cos ρ = sin
λ g
2
πW λ g
）
πW
式中：k=测量点读数/最小点读数；λ g 为测量线上的波长即波导波长。 通常情况下，取测量点 U 左和右 = 2Umin的两个等指示度点所对应的探针 位置间距，记录为：W = Lh − Lh’，如果晶体是平方率检波（n = 2） ，传输线的 驻波系数可以用下式计算： 1 （sin
腔、开路接到最后面，调整波导测量线的探针，在选频放大器中读出u最大值和 最小值，进而计算出相应的驻波比，由于实验预习得不够充分，在动手实验的时 候，总是出现很多的错误，另外仪器的好坏也决定了实验的成功与否，我们在实 验中测量失配负载的时候，最小值总是到达0，这样，我们测量的数据就不够准 确，不能够很好的反应器件的特点，所以我们用谐振腔代替适配负载，所得到的 数据比较接近真实情况。 实验中要保持清醒的头脑， 需要记录什么数据应该提前做好准备， 画出表格， 以免在实验中，容易在数据上面分散精力，导致实验的效果不够理想，所以在今 后的实验中，我们要注意预习的必要性。
北邮电磁场与微波测量实验阻抗测量及匹配技术
电磁场与微波测量实验阻抗测量及匹配技术学院：电子工程学院班号：组员：执笔人：一、实验目的1、掌握利用驻波测量线测量阻抗的原理和方法2、熟悉利用螺钉调配器匹配的方法3、熟悉Smith 圆图的应用二、实验内容1、在测量线给定器件的阻抗和电压驻波系数，并观察其Smith 圆图。
2、在测量线系统中测量给定器件的ZL ，并应用三螺调配器对其进行匹配，使驻波系数小于1.1。
三、实验原理1. 阻抗测量原理微波元件的阻抗参数或者天线的输入阻抗等是微波工程中的主要参数，因而阻抗测量也是重要测量内容之一。
一般情况下，测量的对象可以是膜片、螺钉、滤波器、谐振腔及其它不均匀性等。
在阻抗测量的方法中常采用测量线法。
本实验着重应用测量线技术测量终端型（等效二端网络）微波元件的阻抗。
由传输线理论可知，传输线上任一点的输入阻抗Z in 与其终端负载阻抗Z L 关系为：ltg jZ ltg j Z Z L L in ββ++=1（2.1）其中，0Z 为传输线的特性阻抗，g λπβ/2=为相移常数，l 为至终端负载的距离。
设传输线上第一个电压驻波最小点离终端负载的距离为,min l 电压驻波最小点处的输入阻抗在数值上等于1/ρ即ρ1m in=l inZ（2.2）将min l l =及ρ1=in Z 代入式（2.2），整理得：minmin1l jtg l tg j Z L βρβρ--=（2.3）所以，负载阻抗的测量实质上归结为电压驻波系数ρ及驻波相位min l 值的测量，当测出ρ及min l 后，就能由上式计算负载阻抗Z L 。
但是，这是一个复数运算，在工程上，通常由ρ和min l 从圆图上求出阻抗或导纳来。
电压驻波系数ρ的测量，已在实验一中讨论过了，现在来讨论min l 的测量方法。
由于测量线结构的限制，直接测量终端负载Z L 端面到第一个驻波最小点的距离min l 是比较困难的。
因此实际测量中常用“等效截面法”（以波导测量线系统为例）：首先将测量线终端短路，此时沿线的驻波分布如图2-1 a 所示。
北邮-微波测量实验报告
微波测量实验报告班级：2012211xxx姓名：xxxx学号：201221xxxx《微波测量》课程实验实验一熟悉微波同轴测量系统一、实验目的1、了解常用微波同轴测量系统的组成，熟悉其操作和特性。
2、熟悉矢量网络分析仪的操作以及测量方法。
二、实验内容1、常用微波同轴测量系统的认识，简要了解其工作原理。
微波同轴测量系统包括三个主要部分：矢量网络分析仪、同轴线和校准元件或测量元件。
各部分功能如下：1）矢量网络分析仪：对RF领域的放大器、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器件进行幅频特性、反射特性和相频特性测量。
2）同轴线：连接矢量网络分析仪和校准元件或测量元件。
3）校准元件：对微波同轴侧量系统进行使用前校准，以尽量减小系统误差。
测量元件：待测量的原件（如天线、滤波器等），可方便地通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的操作以及测量方法。
注意在实验报告中给出仪器使用报告包括下列内容：a)矢量网络分析仪的面板组成以及各部分功能b) S 参数测量步骤1、将一个待测的二端口网络通过同轴线接入矢量网络分析仪，组成一个微波同轴测量系统，如下图所示：2、在矢量网络分析仪上【measure 】键选择测量参数，按下后显示屏的软键菜单会显示[S11]、[S12]、[S21]、[S22]四个待选测试参数，通过按下相应软键来选择要测量的S 参数。
利用光标读取测量结果：按下【marker 】键就会在显示屏上的测试曲线上显示光标，对应显示屏的软键菜单处会显示光标编号[1]、[2]、[3]、[4]、[5]，按下相应软键会显示对应编号的光标，默认会显示1号光标。
通过旋转旋钮键就会移动光标的位置，而在显示屏右上角会显示光标对应位置的频率和测量值。
而通过数字键输入频率值也可以确定光标的位置。
3、然后经过SOLT 校准,消除系统误差；4、在矢量网络分析仪上调处S 参数测量曲线，读出相应的二端口网络的S 参量，保存为s2p 数据格式和cst 数据格式的文件。
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。
实验3 波导波长(导内波长)的测量和驻波测量
亚美微波YAMEIMICROWAVE 实验三波导波长（导内波长）的测量和驻波测量一、实验目的和要求应用所学理论知识，理解和掌握单模矩形波导短路情况下内部电场沿轴线的分布规律。
学会利用微波测量系统测量波导内部导行波的相波长（波导波长或称导内波长入g）。
驻波系数的测量是微波测量中最基本的测量。
本实验要求学会利用测量线进行驻波测量。
二、实验内容1.利用微波测量系统测量波导内部的波导波长入g。
2.用直接法测量电容性、电感性膜片和匹配负载（BD20-7）等的驻波系数。
3．用等指示度法测量短路情况下（接上短路板）的大驻波系数。
三、实验原理当矩形波导（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：，兀X、E=E=E sin（——）sin P Z Y0a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）。
1 .测量波导波长（入g ）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Z 1节和Z 2节），就可求得波导波长为：九=2Z —ZP 1节2节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（I 0）时小探针所处的两个不同位置（Z 1左及Z 1右）（电流值越小越精确），则其平均值即为理论节点位置：Z =1（Z +Z ）1节21左1右用相同的方法测得相邻电压波节点Z 2节）处的Z 2左及Z 2右Z =1（Z +Z ） 2节22左2右最后可得九=2Z—Z（参见图四）g1节2节注意：①测出一个电压波节点位置之后将小探针向相邻波节点移动时，要随时加大选频放大器的衰减量，以防选频放大器电流表过载损坏!②为检验测量的准确性，可以应用理论公式进行验算：其中：九=3义108/f,a=2.286cm2.测量电压驻波比（P）驻波系数测量是微波测量中最基本的测量。
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。
实验三
实验三 微波驻波比的测量【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验波器特性的方法3、掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法 【实验原理】电压驻波比（简称驻波比）是传输线中电场最大值与最小值之比，表示为：max minE E ρ=（3－1）测量驻波比的方法及仪器很多，本实验讨论用驻波测量线，根据直接法，等指示度法测量大、中电压驻波比。
1. 直接法直接测量沿线驻波的最大和最小场强（参见图3－1），根据式（3－1）直接求出电压驻波比的方法称直接法。
该方法适用于测量中、小驻波比。
图3－1 无耗线上的驻波图如果驻波腹点和节点处指示电表读数分别为max I 和min I ，晶体二极管为平方律检波，则式（3－1）成为：ρ=（3－2） 当驻波比1.05 1.5ρ<<时，驻波的最大值和最小值相差不大，且波腹，波节平坦，难以准确测定。
为了提高测量精度，可移动探针测出几个波腹和波节点的数据，然后取其平均值。
ρ=（3－3a ）或1n ρ=+ （3－3b ） 当驻波比1.56ρ<<时，可直接测量场强最大值和最小值。
2. 等指示度法等指示度法测量适用于大、中电压驻波比（6ρ>）。
如果被测件驻波比较大，驻波腹点和节点电平相差悬殊，因而测量最大点和最小点电平时，使晶体工作在不同的检波律，故若仍按直接法测量驻波比误差较大。
等指示度法是测量驻波图形节点两旁附近的驻波分布规律，从而求得驻波比的方法，因此能克服直接法测量的缺点。
图3－2 等指示度法如图3－2，设min I 为驻波节点指示值，I 左，I 右为驻波节点相邻两旁的等指示值，W 为等指示度之间的距离，终端反射系数为Γ，则：2222min 21cos()()(1)PnnWI k I πλ+Γ-Γ==-Γ左或右 （3－4a ）根据2cos 2cos 1θθ=-，及式11ρρ-Γ=+，可得：sin()Pρλ=（3－4b ）当探头为晶体平方律检波，min 2I I 左或右＝时，驻波比按式（3－4c ）计算，这种方法也称为“二倍最小值法”或“三分贝法”。
北邮电磁场与电磁波测量实验报告信号源 波导波长
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：微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量波导波长的测量学院：电子工程学院班级：2010211203班组员：崔宇鹏张俊鹏章翀2013年5月9日实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量一、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。
二、实验仪器1.微波信号源微波信号源由振荡器、可变衰减器、调制器、驱动电路、及电源电路组成。
该信号源可在等幅波、窄带扫频、内方波调制方式下工作，并具有外调制功能。
在教学方式下，可实时显示体效应管的工作电压和电流的关系。
仪器输出功率不大，以数字形式直接显示工作频率，性能稳定可靠。
2.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。
3.衰减器把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。
衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用。
4.波长计电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本不影响波导中波的传输。
当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。
5.测量线测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。
由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。
在波导的宽边有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导。
线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变化信息。
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。
北邮电磁场与电磁波测量实验报告6 驻波比 阻抗
邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验报告实验容：微波驻波比的测量阻抗测量及匹配技术学院：电子工程学院班级：2010211203班组员：宇鹏俊鹏章翀2013年5月17日实验三 微波驻波比的测量一、实验目的1.了解波导测量系统，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，将使能量不能有效的传给负载，因而会增加损耗，在大功率情况下，由于驻波存在可能发生击穿现象，；此外驻波促奈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，在测量时通常测量电压驻波系数，即波导中，电场最大值与最小值之比，即min max E E =ρ （2.1）测量驻波系数的方法与仪器种类很多，本实验着重熟悉用驻波测量线测驻波系数的几种方法。
1.直接法直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强如图1所示，从而求得驻波系数的方法叫做直接法。
若驻波腹点和节点处电表读数分别为min max ,I I 则电压驻波系数ρ:min max min max I I E E ==ρ （2.2）当电压驻波系数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。
n nI I I I I I min 2min 1min max 2max 1max ......++++++=ρ （2.3）当驻波系数1.5<ρ<3之间时，可直接读出min max ,I I 即可。
图2 节点场强分布图1 沿线驻波场分布图2.等指示度法当被测器件的驻波系数大于5时，驻波腹点和节点的电平相差很大，按直接法求取大驻波系数会带来较大的误差，因此采用等指示度法，也就是通过测量驻波图形中波节点附近场的分布规律的间接方法，求出驻波系数。
北邮电磁场实验三微波驻波比的测量
北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验三微波驻波比的测量学院：电子工程学院班级： 2011211207组员：邹夫、李贝贝、马睿执笔：李贝贝目录1.实验内容 11.1实验目的 11.2实验设备 12.实验原理 13.实验内容及数据处理 33.1直接法测量驻波系数 33.1.1实验框图 33.1.2实验步骤 33.1.3实验数据 33.2等指示度法测量驻波系数 43.2.1实验框图 43.2.2实验步骤 43.2.3实验数据 44.思考题 55.实验心得与体会 61. 实验内容1.1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。
1.2实验设备1.DH1121C型微波信号源2.DH364A00型3cm测量线2.实验原理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Umax、Umin，则电压驻波系数当驻波系数1.55时直接可读出Umax、Umin即可。
当电压驻波系数在1.051.5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节和波腹记录数据，然后取平均值。
2、等指示度法：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很大的误差。
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，如图五所示。
若最小点处的电表指示为Z，在最小点两边取等指示点，两等指示度点之间的距离为W，有，设晶体检波律为n，由驻波场的分布公式可以推出： (1)通常取K＝2（二倍最小法），且设n＝2，有 (2)WD图五等指示度法波节点附近场分布当ρ＞10时，上式可简化为 (3)这种方法取k=2时进行测量，所以也称为“二倍最小值”法，或3分贝方法。
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测量精度与晶体检波输入处于的检波律有关
等指示度法： 适合于测量大、中驻波比；
当待测器件驻波比大于5时，驻波波腹和波节的幅值相差很大，而使晶体检波输入处于不同的检波律。这样用直接法测量驻波比会带来很大的误差；
采用测量驻波节点附近驻波分布规律来进行驻波比的测量
功率衰减法： 适用于大、中、小驻波比的测量，方法操作简单、测量准确
…………………………（1）
通常取K＝2（二倍最小法），且设n＝2，有
…………………………（2）
W
D
图五等指示度法波节点附近场分布
当ρ＞10时，上式可简化为 …………………………（3）
这种方法取k=2时进行测量，所以也称为“二倍最小值”法，或3分贝方法。
3.
3.1
3.1.1
3.1.2
（1）按如图所示的框图连接成微波实验系统，被测件为开路
（2）驻波节点的位置在实验中精确测准不容易，如何比较准确的测量？
答：实验中，为了能够较为准确地测得驻波节点的位置，使用的是“交叉法”，具体如下：先根据仪表的示数，找到波节的大约位置，然后再波节点两端读取两个读数相等的点的d1和d2，记录数据；则二者的平均值代表波节点的位置d0。
（3）讨论直接法、等指示度法、功率衰减法测量电压驻波比的特点。
算出驻波系数。
3.2.3
1.波导波长的测量
（1）理论值
微波频率f=8.775G，
（2）测量值
两点法测波导波长，对应U=40mV，l位置分别为143.44mm，132.08mm，117.48mm，106.04mm，由此可知两相邻波节点位置为l1=137.76mm，l2=111.76mm，
λg=2（l2-l1）=52mm，与理论值相差不大
1.2
1.DH1121C型微波信号源
2.DH364A00型3cm测量线
2
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Umax、Umin，则电压驻波系数
当驻波系数1.5 5时直接可读出Umax、Umin即可。
当电压驻波系数在1.05 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节和波腹记录数据，然后取平均值。
答：如果没有在单螺调配器后加上匹配负载，那么不匹配负载的阻值就会与单螺调配器的阻值叠加，改变从单螺调配器左端看过去的阻抗值，同时也影响了单螺调配器的驻波系数。所以必须要在单螺调配器后面加上一个匹配负载，否则所测的驻波比数值会受后面负载的影响。
5
微波驻波比的测量要求我们用直接法与等指示度法两种方法测量电压驻波比，由于器材限制心测量波腹与波节点的电压值，由于驻波比大于1.5，所以只测一组数据即可。等指示度法稍微复杂，首先要了解其原理，波导波长的理论值需要计算出来，将实验值与理论值进行对比，发现相差不大，误差可忽略，由相应公式计算出驻波比。比较直接法与等指示度法两种方法测量的开路波导驻波比，发现相差不大。另外实验思考题需要我们认真理解。
（3）在测量线系统中，选用合适的方法测量开路系统的电压驻波系数
（4）用直接频率计测量微波频率，并计算微波波导波长
（5）将测量线终端接短路片，用两点法测量两个相邻波节点的位置，计算λg，求出实测波导波长，并与理论值进行比较
（6）移动探针到驻波节点两边，直到指示器读数为2Umin，读两个等指示度的探针位置l1和l2，W=l2-l1，根据
2.驻波系数的计算
2Umin（27mV）对应的位置分别为132.78mm，145.93mm，W=13.15mm，由公式
与直接法测量电压驻波系数测量的 =1.63相比，相差不大
4
（1）开口波导的 ，为什么？如果想获得真正意义的开路，应采用什么办法？
答：开口波导的 受外界电磁场分布的影响，并不是理想的开路。要想获得真正意义上的开路，应该连接四分之一阻抗变换器。
（2）调整微波信号源，使其工作在方波调制状态
（3）左右移动波导测量线探针使选频放大器有指示值
（4）用选频放大器测出波导线位于相邻波腹和节点上的Umax和Umin
3.1.3
3.2
3.2.2
（1）按如图连接好测量系统。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
2、等指示度法：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很大的误差。
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，如图五所示。若最小点处的电表指示为Z，在最小点两边取等指示点 ，两等指示度点之间的距离为W，有 ，设晶体检波律为n，由驻波场的分布公式可以推出：
北京邮电大学
电磁场与微波测量实验
实验三微波驻波比的测量
学院：电子工程学院
班级：2011211207
组员：邹夫、李贝贝、马睿
执笔：李贝贝
1.
1.1
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。
测量精度与晶体检波器的检波律没有关系，主要取决于衰减器的校正误差和系统的匹配情况
（4）在对测量线调谐后，进行驻波比的测量时，能否改变微波的输出功率或衰减大小？
答：不可以，如果在调谐完成后，对这些数值进行调节的话，就会使调谐失效，导致测量的结果不准确
（5）在测量单螺钉驻波比时，为什么要在单螺调配器后面紧跟一个匹配负载？