微波实验7 - 360文档中心

微波的技术实验

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。

南开大学_近代物理实验_实验7-1微波基础实验

实验原理
•
实验原理
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b a
实验原理
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E x
实验原理
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实验原理
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E
x
实验原理
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实验原理
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样品
c b
a
信号源
隔离器
实验内容
可变衰减器
选频
调制波法放大器测量波导波长
波长表
测量线
短路板
连续波法直流
微安表头
待测器件
测量微波驻波比匹配负载
实验内容
信号源
隔离器
可变衰减器
波长表
选频放大器
测量线
调制波法
检测器
匹配器
波导开关
测量微波功率
微波功率计信号源源自实验内容隔离器可变衰减器
波长表
反射式谐振腔
T型环形器
扫频信号源
示波器
晶体检测器
隔离器
测量介电常数
谢谢！
南开大学_近代物理实验_实验7-1微波基础实验
自我介绍
• 姓名：王子祺 • 学号：1210243 • 专业方向：物理学理论物理
实验背景
微波的频率在300MHz-300GHz之间，波长在1 米（不含1米）到0.1毫米之间。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频无线电波”。微波量子的能量为1.99×l025～ 1.99×10-21焦耳。

微波电路-实验内容

微波通信概述微波无线通信是以空间电磁波为载体传送信息的一种通信方式，构建微波无线通信时不需要用线缆连接发信端和收信端。

因而在航空航天通信、海运和个人移动通信以及军事通信等方面，微波无线通信是其它通信方式所不可替代的。

微波通信是一种先进的通信方式，它利用微波（载频）来携带信息，通过电波空间同时传送若干相互无关的信息，并且还能再生中继。

由于微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点，因此被广泛地应用于各种通信业务中。

如微波多路通信，微波接力通信，散射通信，移动通信和卫星通信等。

同时，用微波各波段的不同特点可实现特殊用途的通信，具体如下：A. S-Ku波段的微波适于进行以地面为基地的通信；B. 毫米波适用于空间与空间之间的通信；C. 毫米波段的60GHz频段的电波大气衰减大，适用于近距离的保密通信；D.90GHz频段的电波在大气中衰减很小，是一个无线电窗口频段，适用于地—空和远距离通信。

E.对于很长距离的通信L波段更适合。

微波通信的主要特点根据所传输基带信号的不同，微波通信又分为两种制式。

用于传输频分多路——调频（FDM-FM）基带信号的系统称作模拟微波通信系统。

用于传输数字基带信号的系统称作数字微波通信系统。

后者又进一步的分为PDH微波和SDH微波通信两种通信体制。

SDH微波通信系统是未来微波通信系统发展的主要方向，利用调制和复用技术，一条微波线路可以传送大量的信息。

这是微波通信的一个主要优点，例如，一个标准的4GHz微波载波，带宽约为10%~20%，可以传送几万条电话信道或几十万条电视信道。

微波通信系统的组成微波通信传输线路的组成形式可以是一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支.但不论哪种组合形式,主要是有由微波终端站、中继站和分路站等组成的。

如图所示：终端站中继站再生中继站终端站微波微带电路系统实验设计平台一、适用范围本设计平台主要面向各大中专院校微波通信工程、电子工程、通信工程等专业开设的《微波技术》、《微波电路》、《天线原理》、等课程的实验教学及课程设计、毕业设计而研制的最新产品。

实验七混频器的仿真设计

➢ 信号功率和本振功率应同步加到混频二极管上； ➢ 二极管要有直流通路和中频输出通路； ➢ 二极管和信号回路应尽量匹配，以便取得较大旳信号功率； ➢ 本振与混频器之间旳耦合量应能调整，以便选择合适旳工作状态； ➢ 中频输出端应能滤掉高频分量（信号和本振）
混频器电路旳主要技术指标 • 变频损耗 • 噪声系数 • 端口隔离度 • 驻波比 • 动态范围 • 三阶交调系数 • 镜频克制度 • 交调失真
电流在工作点用泰勒级数展开：
i f (E0 UL cosLt US cosSt)
f (E0 UL cosLt) f '(E0 UL cosLt)US cosSt
Байду номын сангаас
1 2!
f
''(E0
UL
cos Lt )(U S
cos St )2
…
定义二极管旳时变电导g(t)为
g
t
= di dv
= v=E0 +ULcosLt
i2 gnVs cos(nL s )t
i1 gnVs cos(nL s )t n
输出： i i2 i1 2gnVs cos 2i 1L s t
n为偶数旳高次谐波电流被完全抵消，只剩余奇次谐波电流(n=2i+1)，所以电路本身抵消了二分之一高次谐波电流分量。
3、镜像回收混频器 (a)给出了分支线电桥旳信号和本振输入端都放置了平行耦合镜像带阻滤波器，在该处它们镜像开路。因为该处距二极管约为λSg／4, 因而在两个二极管输入接点处镜像信号被短路到地。(b) 在接近连接二极管端口处有一耦合微带线作带阻滤波器，该滤波器由两段1/4镜频波长旳短线构成，一段终端开路，另一段与主传播线平行，形成平行耦合微带线。位置要调整到刚好使镜频和本振二次混频后旳中频和一次混频旳中频同相叠加，可回收镜频能量，提升混频器性能。

规范版微波测量实验报告

（规范版）微波测量实验报告微波测量实验报告引言：微的用途极为广泛，已经成为我们日常生活中不可缺少的一项技术。

微通常是指波长从1米（300MHZ）到1毫米（300GHZ）范围内的电磁波，其低频段与超短波波段相衔接，高频端与远红外相邻，由于它比一般无线电波的波长要短的多，故把这一波段的无线电波称为微，可划分为分米波、厘米波和毫米波。

微的基本特性明显，如波长极短、频率极高、具有穿透性、似光性等。

基本特性明显使得微被广泛应用于各类领域。

微技术不仅在国防、通讯、工农业生产的各个方面有着广泛的应用，而且在当代尖端科学研究中也是一种重要手段，如高能粒子加速器、受控热核反应、射电天文与气象观测、分子生物学研究、等离子体参量测量、遥感技术等方面。

近年来，微技术与各类学科交叉衍生出各类微边缘学科，如微超导、微化学、微生物学、微医学等，在各自领域都得到了长足的发展。

微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。

一、实验目的：1、了解微传输系统的组成部分2、了解微工作状态及传输特性3、掌握微的基本测量：频率、功率、驻波比和波导波长二、实验原理：1．微的传输特性.在微波段中，为了避免导线辐射损耗和趋肤效应等的影响，一般采用波导作为微传输线。

微在波导中传输具有横电波（TE波）、横磁波（TM 波）和横电波与横磁波的混合波三种形式。

微实验中使用的标准矩形波导管，通常采用的传输波型是TE10波。

波导中存在入射波和反射波，描述波导管中匹配和反射程度的物理量是驻波比或反射系数。

依据终端负载的不同，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，而是呈混波状态。

近代物理实验教案07微波实验

7-1 体效应振荡器的工作特性和波导管的工作状态（教案）实验的目的要求：1．了解产生微波的体效应振荡器的结构、工作原理和工作特性；2．了解波导管的波导方式，掌握微波的功率、频率和波导系统的电压驻波比的测量方法。

另外，通过对波导波长的测定，可以确定波导管中传播的相速、群速和光速。

教学内容：1．测量体效应振荡器的工作电压与工作电流、输出功率和频率的特性曲线；2．改造振荡器的谐振腔的有效长度，观察微波振荡频率与输出功率的相互关系；3．了解测量系统中相关的微波元器件的使用方法，练习调节系统的匹配状态，测量相应的电压驻波比；4．测量波导波长和检波晶体的检波率。

实验过程中可能涉及的问题：（有的可用于检查予习的情况，有的可放在实验室说明牌上作提示，有的可在实验过程中予以引导，有的可安排为报告中要回答的问题，不同的学生可有不同的要求）1.体效应二极管中Gunn效应的含义及体效应振荡器的工作原理；2.从能带论的角度看，哪些类型的半导体可能出现Gunn效应；3.怎样理解具有双能谷结构的n-GaAs半导体的平均电子漂移速度与电场特性；4.波导管具有哪三种工作状态，通过怎样的操作可以实现这三种状态，怎样测量小驻波比、中驻波比和波导波长；5.微波是以什么样的方式入射波导系统的，或者换句话说，微波在波导管中传播的物理图象是怎样的，波导波长与波的哪一种速度相关；6.微波波长计或频率计测量频率的工作原理和操作方法，了解其中“谐振”与“失谐”的含义；7.在什么样的条件下，系统中的检波电流可以看作是微波的相对功率；8.怎样理解驻波测量线的终端“短路”，在测量振荡器的微波功率与工作电压的关系曲线时，为什么必须随时适当调节系统的“短路活塞”。

7-2 用传输式谐振腔观察铁磁共振（教案）实验的目的要求：1．了解反射式速调管产生微波的原理、工作特性和传输式谐振腔的谐振特性；2．了解用谐振腔观测铁磁共振的测量原理和实验调件。

通过观察样品的铁磁共振现象和测定样品相关的物理量，认识磁共振的一般特性、教学内容：1．观察速调管的振荡模，测量振荡模的中心频率和电子调谐范围；2．观察传输式谐振腔的谐振曲线，测量腔的有载品质因素Q L;3．把微波作为研究手段，通过铁磁共振的方法，研究微波铁氧体的物性。

北邮电磁场与微波测量实验实验七无线信号场强特性

电磁场与微波测量实验报告学院：电子工程学院班级：2011211204执笔人：学号：2011210986组员：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。

2.尺度路径损耗在移动通信系统中，路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。

大尺度平均路径损耗：用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为有效发射功率和平均接受功率之间的（dB）差值，根据理论和测试的传播模型，无论室内或室外信道，平均接受信号功率随距离对数衰减，这种模型已被广泛的使用。

对任意的传播距离，大尺度平均路径损耗表示为：()[]()()=+010log/0PL d dB PL d n d d即平均接收功率为：()[][]()()()[]() =--=-Pr010log/0Pr010log/0d dBm Pt dBm PL d n d d d dBm n d d其中，定义n为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速度，d0为近地参考距离，d为发射机与接收机之间的距离。

微波光学实验实验报告

实验时间：2023年3月15日实验地点：微波光学实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 了解微波分光仪的结构、原理及操作方法。

2. 掌握微波干涉、衍射等光学现象的基本原理。

3. 通过实验验证反射规律、单缝衍射规律以及微波的布拉格衍射规律。

4. 利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数。

二、实验原理1. 反射实验：当电磁波遇到反射板时，会发生反射现象。

反射角等于入射角，反射波与入射波同频率、同相位。

2. 单缝衍射实验：当电磁波通过一个狭缝时，会发生衍射现象。

衍射条纹间距与狭缝宽度、入射波波长有关。

3. 布拉格衍射实验：当微波入射到晶格结构中时，会发生布拉格衍射现象。

衍射角与晶格间距、入射波波长有关。

三、实验仪器1. 微波分光仪2. 反射用金属板3. 玻璃板4. 单缝衍射板5. 模拟晶体6. 频率计7. 光电探测器四、实验步骤1. 将微波分光仪连接好，打开电源，预热10分钟。

2. 将反射用金属板放置在分光仪的入射端，调整角度，观察反射现象，记录反射角度。

3. 将单缝衍射板放置在分光仪的入射端，调整狭缝宽度，观察衍射现象，记录衍射条纹间距。

4. 将模拟晶体放置在分光仪的入射端，调整入射角度，观察布拉格衍射现象，记录衍射角。

5. 使用频率计测量入射波频率，并记录数据。

6. 使用光电探测器测量衍射光强，并记录数据。

五、实验数据及结果分析1. 反射实验：入射角为θ1，反射角为θ2，θ1=θ2。

2. 单缝衍射实验：狭缝宽度为a，入射波波长为λ，衍射条纹间距为Δx，Δx=λa/d，其中d为狭缝间距。

3. 布拉格衍射实验：晶格间距为d，入射波波长为λ，衍射角为θ，θ=2arcsin(λ/2d)。

4. 通过实验验证反射规律、单缝衍射规律以及微波的布拉格衍射规律。

六、实验总结本次实验成功完成了微波分光仪的使用、反射实验、单缝衍射实验以及布拉格衍射实验。

通过实验，我们了解了微波光学的基本原理，掌握了微波干涉、衍射等光学现象的基本规律，并验证了相关理论。

(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。

微波实验

微波实验【目的】光是一种电磁波，一般可见光的波长为0.4μm～0.7μm(1μm=610 m)，由于这么小的波长在实验上不易观察与操作，故本实验利用一波长约为3cm之微波来探索一些光的现象。

图一即为各种不同波长范围之电磁波谱。

【原理】1.驻波(standing waves):圖一電磁波譜当两电磁波在空间中相遇时，其波形会彼此重迭(superpose)，也就是此合成波的电场为这两电磁波个别的电场之和，这就是所谓的重迭原理(superposition principle)。

今考虑两个有相同的频率，但以相反方向行进的电磁波在空间中相遇的情形。

以数学式来表示的话，一个向负X 轴方向行进的波，可表示成)sin(),(1t kx y t x y m ω+= (1)式中，m y 表振幅，k 为角波数(angular wave number)，ω为角频率(f πω2=，f 为频率)。

图二(a)所示，即为此行进波分别在时间t=0 ， t=T/4 ， t=T/2 ，及 t=3T/4 ( T=1/f , T 为周期)各不同时间的波形。

而一个向正X 轴方向行进的波则表示成)sin(),(2t kx y t x y m ω-= (2)其图形则图标于图二(b)。

当此两波相遇，其合成波可依重迭原理得: ),(),(),(21t x y t x y t x y +=＝)]sin()[sin(t kx t kx y m ωω-++(3) 利用和差化积的公式圖二)2cos()2sin(2sin sin βαβαβα-+=+则(3)式可改写成kx t y t x y m sin ]cos 2[),(ω= (4)从上式可看出，此合成波不再是行进波，因为如果在某个瞬间来看此波，则(4)式中，方括号内的项t y m ωcos 2可视为此合成波的振幅，所以此合成波在空间中只是随着时间改变振幅大小的弦波，并不会行进，故称之为驻波。

驻波之形成则图示于图二(c)。

微波实验实验报告

微波实验实验报告姓名：杜文涛班级：05116班学号：050489班内序号：08指导老师：徐林娟实验四微带功分器一、实验目的：1）掌握微波网络的S参数；2）熟悉微带功分器的工作原理及其特点；3）掌握微带功分器的设计与仿真。

二、实验原理：功分器是一种功率分配元件，它是将输入功率分成相等或不相等的几路功率，当然也可以将几路功率合成，而成为功率合成元件。

在电路中常用到微带功分器。

下图是二路功分器的原理图。

图中输入线的阻抗为Z0，两路分支线的特性阻抗分别为Z02 和Z03，线长为λg/4，λg/4 为中心频率时的带内波长。

图中R2 和R3 为负载阻抗，R为隔离电阻。

对功分器的要求是：两输入口2 和3 的功率按一定比例分配，并且两口之间互相隔离，当2，3 口接匹配负载时，1 口无反射。

下面根据上述要求，确定Z02, Z03,R2,R3 及R 的计算式。

设2 口，3 口的输出功率分别为P2，P3，对应的电压为V2，V3。

根据对功分器的要求,则有P3=k2P2|V3|2/R3=k2|V2|2/R2式中k 为比例系数。

为了使在正常工作时，隔离电阻R 上不流过电流，则应V3=V2于是得R2=k2R3若取R2=kZ0则R3=Z0/k因为分支线为λg/4，故在1 入口处的输入阻抗为：Z in2=Z022/R2Z in3=Z032/R3为使1 口无反射,则两分支线在1 处的总输入阻抗应等于引出线的Z0,即Y0=1/Z0= R2 /Z022 +R3 /Z032若电路无损耗,则|V1|2/ Z in3 =k2|V1|2 /Z in2式中V1 为1 口处的电压所以Z02 = k2 Z03Z03 =Z0[(1+ k2)/k3]0.5Z02=Z0[(1+ k2)k]0.5下面确定隔离电阻R 的计算式。

跨接在端口2，3 间的电阻R，是为了得到2，3 口之间互相隔离的作用。

当信号1 口输入，2,3 口接负载电阻R2 ,R3 时，2,3 两口等电位，故电阻R 没有电流流过，相当于R 不起作用；而当2 口或3口的外接负载不等于R2 或R3 时，负载有反射，这时为使2,3 端口彼此隔离，R 必有确定的值，经计算R= Z0(1+ k2)/k 图中两路带线之间的距离不宜过大,一般取2~3 带条宽度,这样可使跨接在两带线之间电阻的寄生效应尽量小.为了匹配需要在引出线Z0与2，3端口之间各加一段λg/4阻抗变换段。

实验7-2微波电子自旋共振

目录
一、背景
二、实验原理三、实验装置
四、实验方案
五、参考文献
一、背景
电子自旋共振也被称作电子顺磁共振（EPR），其工作原理
与核磁共振是相同的。核磁共振来源于原子核磁矩在外磁场中的能级分裂，电子自旋运动与轨道运动也产生磁矩，当一个原子（离子、分子）中所有电子的自旋磁矩与轨道磁矩总和不为0时，这个原子就带有顺磁性，其不为0的磁矩在外磁场中产生能级分裂，基于这种能级分裂我们就观察到了顺磁共振现象
一、背景
除惰性气体的原子外，大多数原子在游离态时总磁矩不为0，

但它们在形成离子或分子的过程中都是成对出现，即自旋磁矩与轨道磁矩总和为0，不能产生顺磁共振。但是下列的几种物质存在未偶电子（顺磁性），可以产生顺磁共振（1）过渡族元素离子（2）一般金属中的导电电子（3）半导体中的杂质原子（4）自由基。上述几种情况都是由电子的总磁矩构成原子或分子的固有磁矩。
二、实验原理

二、实验原理

二、实验原理

二、实验原理
电子自旋共振与核磁共振的比较（1）电子磁矩比核磁矩大三个数量级，在磁场相同的情况下，电子塞曼能级间距要比核塞曼能级间距大很多，由玻尔兹曼分布律，其能级间的粒子数差距也很大，所以ESR的信号比NMR的信号大很多,ESR比NMR灵敏度高。（2）NMR发生在射频范围，ESR发生在在微波范围，但是在较弱的磁场下，在射频段也能观察到电子自旋共振现象。（3）由于电子磁矩比核磁矩大很多，所以电子的顺磁弛豫作用比核弛豫作用强得多，即ESR的T1和T2一般都很短，吸收谱线的线宽较宽。为了加大T1、T2，减小线宽，提高分辨本领，我们通常采用降低样品温度的方法，加大样品中顺磁离子之间的距离。

北理工微波实验报告

北理工微波实验报告1. 引言微波技术是当今通信领域中非常重要的一项技术。

微波在通信、雷达、卫星导航等方面都有广泛应用。

本实验旨在通过实际操作，熟悉微波实验仪器的使用和微波实验的基本原理。

2. 实验目的- 了解微波实验仪器的组成和基本原理- 掌握微波实验仪器的操作方法- 学习微波实验中的重要参数的测量方法3. 实验装置和仪器本实验使用的实验装置和仪器主要包括：- 微波信号源- 微波导管- 微波频率计- 微波功率计- 微波衰减器- 波导短路器和电阻负载4. 实验步骤4.1 测量微波信号源频率稳定度使用微波频率计测量微波信号源输出频率，并记录。

4.2 测量不同功率时微波信号源输出频率固定微波信号源的频率，调整微波功率计上的衰减器，测量不同功率下的微波信号源输出频率。

4.3 测量不同频率时微波信号源输出功率固定微波功率，调节微波信号源频率，使用微波功率计测量不同频率下微波信号源的输出功率。

4.4 测量微波信号源的调制深度将调制信号接入微波信号源的调制输入端口，调整调制信号的幅度，并观察微波信号源的输出功率变化。

通过测量最大输出功率和最小输出功率的差值，计算调制深度。

4.5 测量微波信号源的谐波水平将微波信号源的输出信号接入频谱分析仪，测量不同谐波的振幅，并根据测量结果分析微波信号源的谐波水平。

5. 数据处理与分析5.1 微波信号源的频率稳定度根据频率计测量结果计算微波信号源的频率稳定度，并与厂家提供的规格进行比较。

5.2 微波信号源的调制深度根据测量结果计算微波信号源的调制深度，并与厂家提供的规格进行比较。

5.3 微波信号源的谐波水平根据频谱分析仪测量结果分析微波信号源的谐波水平，并与厂家提供的规格进行比较。

6. 结论通过本实验，我们对微波实验仪器的使用和微波实验的基本原理有了更深入的了解。

我们掌握了微波信号源频率稳定度、功率调制深度和谐波水平的测量方法，并通过数据处理与分析，了解了微波信号源的性能。

实验结果与厂家提供的规格相符，说明我们的测量结果是可靠的。

微波实验和布拉格衍射

物理实验报告S07微波实验和布拉格衍射作者：班级：学号：指导老师：地点：日期：六、实验数据处理（a ）布拉格衍射（1）估算理论值（2）实验数据（100）面（110）面分析实验数据可以得到以下结果（100面）：k=1（100）面：k=2（110）面：k=1（3）实验数据处理 1>验证布拉格衍射公式根据公式sin λθ=k d100面：k=1时1θ=66.4°，k=2时2θ=36.8°； 110面： k=1时3θ=55.5°故1β误差：1∆=(68°-66.4°)/66.4°=2.4%,2β误差：2∆=(38°-36.8°)/36.8°=3.3%,3β误差：3∆=(55.5°-53°)=4.7%,误差均在允许范围内 2>计算波长及晶格常数 ①利用110面测定波长根据公式sin λθ=k d 和晶距值求出波长值为3.40cm又()3βa u，()3βb u ∆°，故()3βu=0.289°，又()λβ=u =0.02cm ，故利用110面所测的波长为()λλ±u =（3.40±0.02）cm②利用加权平均法以及100面测定晶格常数由公式k=1时，2cos λβ=a 得晶格常数a=4.2cm ；k=2时，co .06s 4λβ==a cm而()1β=a u=0.5°，()1β∆=b u =0.289°，故()1β=u °；同理()2β=a u=1.384°，()2β∆=b u =0.289°，故()2β=u =1.413°；故()()()1121sin 2cos ββλβ=a u u =0.106cm ， ()()()2221sin 2cos ββλβ=a u u =0.079cm 故根据加权平均值()()221=∑∑i i iX X X ua u=4.503cm ，()()23214101-==⨯∑i a X u cm u故得()()4.0530.004±=±a a u cm 。

实验七-微波技术汇总

实验七-微波技术汇总实验七微波的传输特性和基本测量微波通常是指波长为1mm至1m ,即频率范围为300GH z至300MHz 的电磁波。

其下端与无线电通讯的短波段相连接，上端与远红外光相邻近。

根据波长差异还可以将微波分为米波，分米波，厘米波和毫米波。

不同范围的电磁波既有其相同的特性，又有各自不同的特点。

下面对微波的特点作简要介绍。

1.微波波长很短，比建筑物、飞机、船舶等地球上一般物体的几何尺寸小得多，微波的衍射效应可以忽略，故，微波与几何光学中光的传输很接近，具有直线传播性质，利用该特点可制成方向性极强的天线、雷达等。

2 .微波频率很高，其电磁振荡周期为10-9—10-12秒，与电子管中电子在电极间渡越所经历的时间可以相比拟。

因此，普通的电子管已不能用作微波振荡器、放大器和检波器，必须采用微波电子管（速调管、磁控管、行波管等）来代替。

其次，微波传输线、微波元器件和微波测量设备的线度与微波波长有相近的数量级，因此，分立的电阻器、电容器、电感器等全不同的微波元器件。

3.微波段在研究方法上不象低频无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场。

以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。

4.许多原子、分子能级间跃迁辐射或吸收的电磁波的波长处在微波波段，利用这一特点研究原子、原子核和分子的结构，发展了微波波谱学、量子无线电物理等尖端学科，以及研究低嘈声的量子放大器和极为准确的原子、分子频率标准。

5.某些波段的微波能畅通无阻地穿过地球上空的电离层，因此微波为宇宙通讯、导航、定位以及射电天文学的研究和发展提供了广阔的前景。

由此可见，在微波波段，不论处理问题时所用的概念、方法，还是微波系统的原理结构，都与普通无线电不同。

微波实验是近代物理实验的重要实验之一。

微波技术的应用十分广泛，深入到国防军事（雷达、导弹、导航），国民经济（移动通讯、卫星通信、微波遥感、工业干燥、酒老化），科学研究（射电天文学、微波波谱学、量子电子学、微波气象学），医疗卫生（肿瘤微波热疗、微波手术刀），以及家庭生活（微波炉）等各个领域。

微波实验

波长范围
1ｍ～１０ｃｍ１０ｃｍ～１ｃｍ１０ｍｍ～１ｍｍ
频率范围频段名称（ＧＨｚ）
０.３～３３～３０３０～３００超高频ＵＨＦ特高频ＳＨＦ极高频ＥＨＦ
亚毫米波
１ｍｍ～０.１ｍｍ
３００～３０００
超级高频
微波基础－微波的特点
• • • •
波长极短，它与所使用的元件、设备的尺寸可比拟。比地球上一般物体的几何尺寸小得多或在同一数量级上。微波的频率很高，在不太大的相对带宽下可用带宽很宽，所以信息容量大。并且在微波波段的电波能穿透电离层。微波的振荡周期极短，与电子在电真空器件中的渡越时间相似。所以低频的电子器件在微波段都不能使用。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。
y ，内尺寸用b表示，电磁波是沿z方向传播。为方便对波导内场型的了解，通常将x、y方向称为“横向”，z方向称为“纵向”。a与b的数值一般取：
a 0 .7
b (0.3 0.35)
三分的矩形波导内尺寸应为：
a b 22.86 mm 10.16 mm
（四）隔离器微波隔离器是一种特殊的衰减器，隔离器对入射波的衰减很小，对反射波的衰减则很大，两者之比值称为“隔离度”。使用隔离器目的在于减小因负载阻抗变化对振荡频率带来的影响。一般在矩形波导的横向加上恒定磁场，
所以晶体检波率n由校准曲线斜率求得
(2) 测量线终端短路,测出半峰值读数间的
距离W，如图所示 ,则 n = log0.5/logcos(πW/λg)
根据测定的晶体检波律,即能得到晶体平
方律检波的工作范围。实验中大多数微波测试系统属于小信号工作状态,因此，晶体检波律基本为平方律，如果不是精密测量，通常可取n = 2。

微波技术实验教案

微波技术实验教案前言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，却又区别于两者。

与无线电波相比，微波有下述几个主要特点电磁波的分类图11(波长短(1m -0.1mm):具有直线传播的特性，利用这个特点，就能在微波波段制成方向性极好的天线系统，也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体的方位和距离，为雷达定位、导航等领域提供了广阔的应用。

-9-12 2(频率高:微波的电磁振荡周期(10-10s)很短，已经和电子管中电子在电极间的飞-9越时间(约10s)可以比拟，甚至还小，因此普通电子管不能再用作微波器件(振荡器、放大器和检波器)中，而必须采用原理完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、微波固体器件和量子器件来代替。

另外，微波传输线、微波元件和微波测量设备的线度与波长具有相近的数量级，在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重，一般无线电元件如电阻，电容，电感等元件都不再适用，也必须用原理完全不同的微波元件(波导管、波导元件、谐振腔等)来代替。

3(微波在研究方法上不像无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场，以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。

-6-34(量子特性:在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10,10eV，而许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长也正好处在微波波段内。

人们利用这一特点来研究分子和原子的结构，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准确的分子钟，原子钟。

5(能穿透电离层:微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层，为卫星通讯，宇宙通讯和射电天文学的研究和发展提供了广阔的前途。