09-10-2微波技术实验指导书
微波实验指导书2012
实验一微波常规测量系统的熟悉与调整一、实验目的1、了解常用微波常规测量系统的组成，认识常用微波元件，熟悉其特性、在系统中的作用及使用方法。
2、熟悉常用微波仪器的调整和使用方法。
二、实验原理1、实验系统简介图1-1 常规微波测量系统微波常规测量系统如图1-1所示。
系统中的仪器和主要元件作用如下：(1)、信号源：产生微波信号。
常用的简易信号发生器，包括速调管振荡器、速调管电源和调制器。
速调管振荡器产生并输出需要的连续或调制信号，速调管电源供给速调管振荡器所需各组稳压电源，调制器产生方波调制信号（重复频率一般为1000Hz ）,对速调管振荡器进行方波调制。
标准信号发生器主要有速调管和体效应管两类，在包含上述功能的基础上增加了输出幅度调节器（可变衰减器）以及频率计等。
(2)、频率与功率监视部分：由正向接入的定向耦合器从主通道中耦合出一部分能量，通过对该部分信号的监测，确定其信号源的频率并监视输出功率的稳定性，标准信号源往往附有监测系统。
(3)、隔离器：是一种铁氧体器件，用于消除负载反射对信号源的影响。
理想的隔离器只允许信号由源向负载单方向通过（即对入射波衰减为零）。
而全部吸收由负方载向源的反射功率（即对反射波衰减为无穷大）。
利用其单向传输特性，既保证了信号的正常传输，又防止反射波进入信号源影响其输出功率和振荡频率的稳定。
实用的隔离器正向衰减为零点几分贝，反向衰减为几十分贝。
在没有隔离器时，可用固定衰减器代替。
此时，对正向、反向信号有同样衰减。
(4)、衰减器：分固定衰减器和可变衰减器两种。
为电平元件，用来调节输出功率的大小。
调整可变衰减器的衰减量，可以控制到达负载的功率，使指示器有适度的指示。
固定衰减器也可以用定向耦合器代替。
(5)、测量线：用来测量负载在传输线上造成的驻波分布，确定驻波系数、驻波最小点位置和波导波长等，以便计算各种待测参数。
(6)、指示器：指示检波电流的大小，对连续波信号、常用微安表、光点检流计等指示器。
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。
《微波技术与天线》实验指导书(DOC)
微波技术与天线实验指导书南京工业大学信息科学与工程学院通信工程系目录实验一微波测量系统的熟悉和调整 - 2 -实验二电压驻波比的测量 - 9 -实验三微波阻抗的测量与匹配 - 12 -实验四二端口微波网络阻抗参数的测量 - 17 -实验一微波测量系统的熟悉和调整一、实验目的1. 熟悉波导测量线的使用方法；2. 掌握校准晶体检波特性的方法；3. 观测矩形波导终端的三种状态（短路、接任意负载、匹配）时，TE10波的电场分量沿轴向方向上的分布。
二、实验原理1. 传输线的三种状态对于波导系统，电场基本解为(1) 当终端接短路负载时，导行波在终端全部被反射――纯驻波状态。
在x=a/2处其模值为：最大值和最小值为：(2) 终端接任意负载时，导行波在终端部分被反射――行驻波状态。
在x=a/2处由此可见，行驻波由一行波与一驻波合成而得。
其模值为：可得到最大值和最小值为：(3) 终端接匹配负载时，导行波仅有入射波而无反射波――行波状态。
其模值为由上述可知，在测量线的终端分别接上短路器、任意负载和匹配负载，移动探针位置，都可以观测到测量线中不同位置的电场强度（复振幅大小）对应的电流指示读数。
2. 由测量线的基本工作原理可知，指示器的读数1是探针所在处|E|对应的检波电流。
任一位置处|E|与I的对应关系应视检波晶体二极管的检波特性而定。
一般，这种关系可通过对二极管定标而确定。
所谓定标，就是找出电场的归一化值|E’|与I的对应关系。
我们知道，当测量线终端短路时：如果我们取任意一零点（波节点）作为坐标起始位置，且坐标用d表示，则：晶体二极管上的检波电压u正比于探针所在处|E’|。
所以上式可用u的归一化值u’来表示。
即：晶体二极管的检波电流I与检波电压u之间的关系为：式中c为比例常数，n为检波率。
式中c’为比例常数。
3. 当测量线的探针插入波导时，在波导中会引入不均匀性，从而影响系统的工作状态。
探针在开槽线中与电场耦合，其效果相当于在等效传输线上并联了一个探针支路。
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。
电磁场与微波技术实验指导书(新)
电磁场与微波技术实验指导书XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX注意事项一、实验前应完成各项预习任务。
二、开启仪器前先熟悉实验仪器的使用方法。
三、实验过程中应仔细观察实验现象，认真做好实验结果记录。
四、培养踏实、严谨、实事求是的科学作风。
自主完成实验和报告。
五、爱护公共财产，当发生仪器设备损坏时，必须认真检查原因并按规定处理。
六、保持实验室内安静、整洁和良好的秩序，实验后应切断所用仪器的电源 ,并将仪器整理好。
协助保持实验室清洁卫生, 带出自己所产生的赃物。
七、不迟到，不早退，不无故缺席。
按时交实验报告。
八、实验报告中应包括：1、实验名称。
2、实验目的。
3、实验内容、步骤，实验数据记录和处理。
4、实验中实际使用的仪器型号、数量等。
5、实验结果与讨论，并得出结论，也可提出存在问题。
6、思考题。
实验仪器JMX－JY－002电磁波综合实验仪一、概述电磁波综合实验仪，提供了一种融验证与设计为一体的电磁波实验的新方法和装置。
它能使学生通过应用本发明方法和装置进行电磁场与电磁波实验，透彻地了解法拉第电磁感应定律、电偶极子、天线基本结构及其特性等重要知识点，使学生直观形象地认识时谐电磁场，深刻理解电磁感应的原理和作用，深刻理解电偶极子和电磁波辐射原理，掌握电磁场和电磁波测量技术的原理和方法，帮助学生建立电磁波的形象化思维方式，加深和加强学生对电磁波产生、发射、传输和接收过程及相关特性的认识，培养学生对电磁波分析和电磁波应用的创新能力。
《JMX-JY-002电磁波综合实验仪》在001型基础上，添加了对天线不同极化角度的测量，学生通过测量，可绘制不同极化天线的方向图，使得学生对电磁波的感受更加深刻。
二、特点1、理论与实践结合性强2、直接面向《电磁场与波》的课程建设与改革需要，紧密配合教学大纲，使课堂环节与实验环节紧密结合。
3、针对重要知识点“电磁场与电磁波”课堂教学环节长期存在难于直观表达的困难，形象地体验抽象的知识。
微波技术实验指导书
微波技术实验指导书内蒙古工业大学信息工程学院电子系2009年8月目录实验一、微波传输线频率和波长的测量................................... - 2 - 实验二、微波传输线驻波比的测量 .......................................... - 8 -实验三、衰减的测量............................................................... - 16 -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传输线，并用TE10波型。
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。
(整理)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、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。
微波技术基础与实验指南说明书
ElettrologiaOscillazioni e onde elettromagneticheOptica ondulatoria con microondeDIMOSTRAZIONE E ANALISI DI INTERFERENZA, DIFFRAZIONE E POLARIZZAZIONE DELLE MICROONDEUE3060300 03/18 UDFig. 1: Disposizione per la misurazione nella diffrazione delle microonde da doppia fendituraBASI GENERALIL’ottica ondulatoria considera la luce come onda trasver-sale ed elettromagnetica e ne spiega così l’interferenza, la diffrazione e la polarizzazione. Anche le microonde sono onde elettromagnetiche e presentano gli stessi fenomeni. La loro lunghezza d’onda è tuttavia notevol-mente maggiore di quella della luce visibile. Pertanto per esperimenti di ottica ondulatoria con microonde è possi-bile utilizzare oggetti di diffrazione e griglie di polarizza-zione, la cui struttura interna è riconoscibile a occhio nudo.Nell’esperimento, viene analizzata la diffrazione di microonde della lunghezza d’onda λ su una doppia fenditura, con una distanza tra le fenditure d di diversi centimetri. Si ottiene la distribuzione dell’intensità tipica della diffrazione da doppia fenditura (vedere la Fig. 5) con massimi al di sotto degli angoli αm , che soddisfano la condizione(1) ...,,,m ,dm 210sin m ±±=λ⋅=α L’intensità massima viene misurata esattamente quando il ricevitore si trova dietro il ponte centrale e non può venire irradiato direttamente dal trasmettitore. Questo fenomeno può essere spiegato mediante l’interferenza de lle onde separate dalle due fenditure e costituisce una prova significativa della natura ondulatoria delle microonde.Ruotando il ricevitore nella direzione del fascio, si dimostra la polarizzazione lineare delle microonde irradiate. Allineando in maniera incrociata trasmettitore e ricevitore, l’intensità misura-ta diminuisce fino a zero. Se nel percorso dei raggi si inseri-sce a meno di 45° una griglia di polarizzazione, il ricevitore riceve nuovamente un’onda, anche sedi ampiezza inferiore. La griglia fa passare la componente del vettore E della mi-croonda in arrivo, che oscilla parallelamente alla griglia di polarizzazione. Da qui a sua volta viene misurata la compo-nente che oscilla parallelamente al ricevitore.ELENCO DEGLI STRUMENTI1 Set microonde 9,4 GHz@230V 1009951 (U8493600-230) oppure1 Set microonde 10,5 GHz@115V 1009950 (U8493600-115) 1 Multimetro analogicoEscola 30 1013526 (U8557330)1 Paio di cavi di sicurezza peresperimenti 75 cm, rosso/blu 1017718 (U13816)MONTAGGIO∙Inserire la guida corta nella guida lunga (Fig. 2).∙Portare il sistema delle guide in posizione 0° (Fig. 3).∙Regolare il supporto della piastra sul quadrante, come mostrato in Fig. 3 e fissare con la vite senza testa.∙Impostare il trasmettitore a 170 mm sulla guida corta;impostare il ricevitore a 400 mm sulla guida lunga. Posi-zionare il trasmettitore e il ricevitore in modo che siano paralleli in orizzontale.∙Collegare il trasmettitore al jack “Sender” e il ricevitore al jack “Receiver” dell’apparecchio.∙Collegare il multim etro analogico al jack da 4 mm “Volt-meter” e selezionare 3 V di tensione continua come ran-ge di misurazione.Il multimetro analogico indica il segnale amplificato del ricevi-tore come tensione continua proporzionale (se la modulazio-ne è disattivata).∙Disattivare l’altoparlante e impostare il …Modulator“ su …0“.∙Collegare l’apparecchio alla rete elettrica utilizzando l’alimentatore a spina in dotazione: sarà subito pronto per l’utilizzo.∙Per amplificare il segnale del ricevitore, agire sul regola-tore …Amplification“ fino a che il multimetro analogico indi-cherà il valore massimo pari a 3 V. ESECUZIONEDiffrazione su doppia fenditura∙Spostare il trasmettitore in posizione 250 mm. Posiziona-re il trasmettitore e il ricevitore in posizione parallela in verticale.∙Bloccare la piastra con la doppia fenditura a metà della fessura del supporto della piastra, utilizzando la vite di fissaggio. Fig. 2: Inserimento della guida corta nella guida lungaFig. 3: Posizione 0° del sistema delle guideNotaFra il trasmettitore e la piastra con doppia fenditura si formano delle onde stazionarie.∙Piegare il trasmettitore leggermente a destra o sinistra, per consentire al multimetro analogico di visualizzare un valore massimo.∙Adeguare l’amplificazione del seg nale del ricevitore in modo che il multimetro analogico possa indicare nuova-mente 3 V.∙Tenere fermi con una mano la guida lunga e il ricevitore.Con l’altra mano, girare in senso anti-orario la guida cortae il trasmettitore, in modo che l’indicatore sulla guidalunga sia posizionato sul quadrante a 65°. Bloccare il trasmettitore in modo da mantenere la sua posizione sul-la guida. Inserire nella tabella 1 il valore dell’angolo a −65°.∙Leggere la tensione dal multimetro analogico e inserire il valore corrispondente nella tabella 1.∙Ripetere la misurazione con stadi di 2,5° fino a 0° e avanzando fino a +65°, ruotando la guida corta con il trasmettitore, in senso orario. Inserire tutti i valori nella tabella 1.Polarizzazione∙Preparare la configurazione in us cita (v. “Montaggio”).∙Posizionare il trasmettitore, il ricevitore e la griglia di polarizzazione come mostrato nelle Figg. 4a – f; di volta in volta, osservare le indicazioni del multimetro analogicoe annotare i dati rilevati.Fig. 4a: Disposizione parallela di trasmettitore e ricevitore Fig. 4b: Disposizione incrociata di trasmettitore e ricevitoreFig. 4c: Griglia di polarizzazione disposta in orizzontale fra il trasmettitore e il ricevitore disposti in orizzontale inparalleloFig. 4d: Griglia di polarizzazione disposta in verticale fra il trasmettitore e il ricevitore disposti in orizzontale inparalleloFig. 4e: Griglia di polarizzazione disposta in obliquo fra il trasmettitore e il ricevitore disposti in orizzontale inparalleloFig. 4f: Griglia di polarizzazione disposta in obliquo fra il trasmettitore e il ricevitore disposti incrociatiESEMPIO DI MISURAZIONETab. 1: Diffrazione delle microonde su doppia fenditura. Ten-sioni rilevate a seconda dell’angolo di rotazioneANALISIDiffrazione su doppia fenditura ∙Sottrarre dalle tensioni rilevate U (Tab. 1) eventualmente l’Offset (in questo caso: 0,30 V), (2) off '0,30V U U U U =-=-, normalizzare al valore a α = 0°,(3) max max off '2,95V 0,30V 2,65V U U U =-=-=, e rappresentare graficamente i valori risultanti U ´ / U ´max a seconda dell’angolo α (Fig. 5). ∙Identificare i valori massimi con l’attribuzione della diffra-zione corrispondente m e inserirli nella tabella 2 insieme agli angoli αm .∙Per ognuno, calcolare il sinusoidale dell’angolo αm e inserirlo nella tabella 2.Tab. 2: Posizione dei massimi di intensità in funzionedell’ordine di diffrazione m∙Riportare gli angoli αm dei massimi di diffrazione in un diagramma sin αm – m inversamente rispetto all’ordine di diffrazione m (Fig. 6).I valori misurati si trovano su una retta di origine, il cui incre-mento a corrisponde al quoziente λ/d, in base all’equazione (1). Con una distanza tra fenditure d = 10,5 cm, risulta con la lunghezza d'onda λ e la frequenza f delle microonde:(4) 80,30210,5cm 3,17cm m310s 9,5GHz 3,17cma a d dc f λ=⇔λ=⋅=⋅=⇒⋅===⋅λ. Il valore coincide fino all’1% con il valore nominale f = 9,4 GHz.Fig. 5: Distribuzione dell’intensità nella diffrazione dellemicroonde da doppia fenditura. Le linee tratteggiate facilitano la visualizzazione.Fig. 6: Posizione dei massimi di intensità in funzione dell’ordine di diffrazione m PolarizzazioneSe il trasmettitore e il ricevitore sono posizionati in parallelo (Fig. 4a), il multimetro analogico indica come tensione mas-sima, con disposizione incrociata, (Fig. 4b) lo zero. Le microonde trasmesse sono onde trasversali a polarizzazione lineare.Se la griglia di polarizzazione è posizionata in orizzontale fra il trasmettitore e il ricevitore a loro volta in orizzontale e paralle-lo (Fig. 4c), il multimetro analogico indica come tensione massima, con disposizione verticale, (Fig. 4d) lo zero. La griglia di polarizzazione agisce da filtro di polarizzazione.Se la griglia di polarizzazione è disposta in obliquo fra il tras-mettitore e il ricevitore a loro volta in parallelo (Fig. 4e) o in-crociati (Fig. 4f), il multimetro analogico indica delle tensioni comprese fra lo zero e la tensione massima. La griglia fa passare la componente del vettore E della microonda in arri-vo, che oscilla parallelamente alla griglia di polarizzazione. Da qui a sua volta viene misurata la componente che oscilla parallelamente al ricevitore.3B Scientific GmbH, Rudorffweg 8, 21031 Amburgo, Germania, 。
最新微波技术实验指导书1
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传输线，并用TE10波型。
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。
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。
“电磁场与电磁波”和“微波技术”实验大纲及指导说明书
“电磁场与电磁波”和“微波技术”课内实验大纲及实验指导书唐万春，车文荃编制陈如山审定南京理工大学通信工程系2006年12月目录1．“电磁场与电磁波”课内实验大纲2．“电磁场与电磁波”课内实验指导说明书实验一电磁波参量的测定实验二电磁波的极化3．“微波技术”课内实验大纲4．“微波技术”课内实验指导说明书实验一传输线的工作状态及驻波比测量实验二微波网络散射参量测试5．“电磁场与电磁波”和“微波技术”课内实验评分标准南京理工大学实验教学大纲课程名称：电磁场与电磁波开课实验室：电磁场与微波技术实验室执笔人：唐万春审定人：陈如山修（制）订日期： 2005年4月*由学校出版、印刷的实验教材（或指导书），统一写作“南京理工大学出版”。
“电磁场与电磁波”课内实验指导书唐万春编写南京理工大学通信工程系二00六年十二月实验一电磁波参量的测定实验1.实验目的a)观察电磁波的传播特性。
b)通过测定自由空间中电磁波的波长，来确定电磁波传播的相位常数k和传播速度v。
c)了解用相干波的原理测量波长的方法。
2.实验内容a)了解并熟悉电磁波综合测试仪的工作特点、线路结构、使用方法。
b)测量信号源的工作波长（或频率）。
3.实验原理与说明a)所使用的实验仪器分度转台晶体检波器可变衰减器喇叭天线反射板固态信号源微安表实验仪器布置图如下：体检波器图1 实验仪器布置图参阅图1。
固态信号源所产生的信号经可变衰减器至矩形喇叭天线，由喇叭天线辐射出去，在接收端用矩形喇叭天线接收，接收到的信号经晶体检波器后通过微安表指示。
b) 原理本实验利用相干波原理，通过测得的电磁波的波长，再由关系式2,k v f kπωλλ===得到电磁波的主要参量k ，v 等。
实验示意图如图2所示。
图中0r P 、1r P 、2r P 和3r P 分别表示辐射喇叭、固定反射板、可动反射板和接收喇叭，图中介质板是一23030()mm ⨯的玻璃板，它对电磁波进行反射、折射后，可实现相干波测试。
微波技术实验指导书
式中，λc 为截止波长。 一般波导工作在主模状态，其 λc =2a 。本实验中波导型号为 BJ-100， 其宽边为 a =22.86 mm ，代入上式计算出工作波长。 在波导中，还可利用下面公式计算波导波长：
g
0 1 ( 0 / 2 a )
(2-8)
式中，λ0 为真空中自由空间的波长(实验中近似有 λ0≈λ)。 4. 频率测量 微波频率测量是利用微波圆柱谐振腔体制作而成的一种谐振吸收式波长表。当吸收式波长 表与信号源产生的微波信号频率共振时，将从电路中吸收最大的能量，系统中选频放大器的指 示达最小，此时在频率计上圆柱谐振腔的固有频率与系统的工作频率相同，从频率计上直接读 出频率 f0 值即为信号源的工作频率。该频率计测量频率范围为 8.2~12.4GHz、测量精度可达 ≤0.3% 。另外信号源工作频率 f 可由工作波长 λ 求得：
图 2-2 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：
实验原理
图 1-1 示出了实验室常用的微波测试系统。进行微波测量时，首先要正确连接与调整微波 测量系统。微波测量系统的调整主要指微波信号源、微波测量线的调整、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． 微波测量线的调整 微波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、反射 系数、阻抗、相位和波长等。 测量线通常由一段开槽传输线、探头座（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（即调谐装置） 。通常测量线探针深度及调谐装置均 已调好，不易轻易变动！ 2． 晶体检波器的工作原理 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 10μA)情况下，近似为平方律检波，即 n=2，此时选频放大器的分贝量程 一般置于 50 dB (或 60dB)档；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，此时测量线上为纯驻波， 其相对电压按正弦律分布，即：
微波的技术实验指导书（二）
微波的技术实验指导书（⼆）实验⼀三厘⽶波导测量系统⼀、系统结构框图图1-1 三厘⽶波导测量系统备注：三厘⽶隔离器⽤在精密测量中，⽽在⼀般测量中可以不加，因为在YM1123中有⼀个隔离器。
本章后续的六个实验均是基于该结构展开的，下⾯将对结构中的仪器进⾏⼀⼀介绍。
⼆、仪器、器件介绍本套系统主要⽤于测量微波在波导中传输时的⼀些基本参数，如波导波长、反射系数、阻抗及功率等。
主要⽤到的仪器为：YM1123微波信号发⽣器、波导测量线、⼩功率计、频率计、选频放⼤器、波导功率探头以及各种波导元件。
下⾯分别进⾏介绍：（⼀）YM1123微波信号发⽣器YM1123微波信号发⽣器是⼀款固态信号源，主要基于某些半导体材料（如砷化镓）的体效应来实现振荡的，具有功率⼤、稳定可靠等特性。
整体结构由⾼频部分、调制器部分、功率显⽰部分（对100uW的功率作相对指⽰）、频率显⽰部分及衰减显⽰部分、⼯作状态控制部分、电源部分六⼤件组成，其中⾼频部分负责产⽣7.5GH z～12.4GHz的微波信号，调制部分负责产⽣⼀系列脉冲信号，采⽤PIN调制器来实现微波信号的脉冲幅度调制。
其⾯板调节控制机构如下所⽰：1. ⾯板调节控制机构（1）电源开关位置。
（2）⼯作状态开关：按移动键可改变⼯作状态，指⽰灯也相应改变。
⼯作状态有：等幅（=，⽤于测量校准衰减器在100uW时0dB定标）、内调制（分⽅波和脉冲两种）、外调制（外输⼊脉冲信号，具有极性变换功能）及外整步。
（3）“调谐”旋钮调节可改变输出频率。
（4）“调零”旋钮调节可改变电表电⽓调零。
（5）“衰减调节”旋钮可控制输出功率⼤⼩。
反时针调节，信号输出增⼤，衰减显⽰减⼩；顺时针调节，信号输出减⼩，衰减显⽰增⼤。
（6）“衰减调零”为100uW基准0dB校准。
（7）“×1、×10”开关：调制信号重复频率开关。
（8）“重复频率”旋钮调节可改变调制信号重复频率。
（9）“脉宽”旋钮调节可改变调制信号脉冲宽度。
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1
实验数据
衰减器位置 功率计读数
实验报告要求
（1） 实验目的； （2） 实验原理； （3） 实验数据及处理： 画出衰减器指示与功率指示的关系曲线。 思考：微波小功率计探头的工作原理简述。 （4） 实验体会和建议。
实验二
实验目的
微波波导波长、频率的测量、分析和计算
（1） 学会微波测量线的使用； （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。
2
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：
⎛ 2π d U = sin ⎜ ⎜ λ U m ax ⎝ g
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
(2-2)
式中 ，d 为离波节点的距离，Umax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
4
实验三
实验目的
微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算
（1） 学会驻波比的测量、分析和计算； （2） 学会反射系数的测量、分析和计算； （3） 学会输入阻抗的测量、分析和计算。
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复反射系数。 一、驻波比及反射系数的测量 由教材第一章微波传输线理论，传输线上的驻波比与波节点、波腹点的关系为
微 波 技 术 基 础
实验指导书
实验一
实验目的
微波测量系统的认识及功率测量
（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、调配器/ 衰减器/隔离器、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。
数据记录
探针初始位置 zmin0 = 表1
位置读数 测量次数
Z1
Z2
Z3
Z4
1 2 3 表2 测量频率 (GHz) f1 f2 f2
实验报告要求
（1） 实验目的； （2） 实验原理； （3） 实验数据及处理： 计算出波导波长及工作频率，并与吸收式频率计的测量值进行比较。 思考：测量线为什么在波导中心线开槽？ （4）实验体会和建议。
ρ =
U U
m ax m in
=
I m ax I m in
（3-1a）
一般实际测量为多个数据，则 在平方律检波，即 n = 2 时
ρ =
U U
U U
m ax m in
=
I m ax 1 + I m ax 2 + L + I m ax n I m in 1 + I m in 2 + L + I m in n
6
实验四 实验目的
微波网络参数的测量、分析和计算
（1） 理解可变短路器实现开路的原理； （2） 学会不同负载下的反射系数的测量、分析和计算； （3） 学会利用三点法测量、分析和计算微波网络的[S]参数。
实验原理
[S] 参数是微波网络中重要的物理量，其中[S]参数的三点测量法是基本测量方法，其测量原 理如下：对于互易双口网络有S12=S21 ，故只要测量求得S11 、S12及S21 三个量就可以了 。被测 网络连接如图 4-1 所示。
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 三、功率测量 按图 1-1 所示连接微波测量系统， 在终端处接上微波小功率计探头， 接通电源开关， 调整衰减器， 观察微波功率计指示并作相应记录。
λg =
1 ⎡ z 4 − z min 0 z 3 − z min 0 z 2 − z min 0 ⎤ + + + z1 − z min 0 ⎥ ⎢ 2⎣ 4 3 2 ⎦
(2-4)
由教材内容（见习题 2-5） ，工作波长与波导波长有如下关系：
λ=
λg λc λg2 + λc2
(2-5)
式中，λc 为截止波长。 一般波导工作在主模状态，其λc =2a 。本实验中波导型号为BJ-100， 其宽边为 a =22.86 mm ，代入上式计算出工作波长。 于是信号源工作频率由下式求得：
⎡ ⎛ 2π d ⎞ ⎤ I = C ⎢sin ⎜ ⎟ ⎟⎥ ⎢ ⎜ ⎥ ⎝ λg ⎠ ⎦ ⎣
n
(2-3)
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。
图 2-1 校准曲线 3． 波导波长的测量原理 测量线的基本测量原理是基于无耗均匀传输线理论，当负载与测量线匹配时测量线内是 行波；当负载为短路或开路时，传输线上为纯驻波，能量全部反射。因此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zmin 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z1，z2，z3，z4 … 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。
a1 Zg Eg a2
~
T1 b1
Ze
[S]
Ze
Zl
b2
T2
图 4-1 [S] 参数的测量 设终端接负载阻抗Zl ，令终端反射系数为Γl ， 则有: a2 = Γlb2, 代入[S]参数定义式得：
b1 = S11a1 + S12 Γ l b2 b2 = S12 a1 + S 22 Γ l b2
于是输入端（参考面T1）处的反射系数为
（3-2）
终端反射系数的相位φl 与节点位置zminn 有以下关系：
zmin n =
（3-3）
根据波导主模特性阻抗 Z TE10 及测得的驻波比ρ和第一波节点位置zmin1 可得终端负载 阻抗为（参见教材中习题 1.3） ：
Z l = Z TE10
其中， ZTE10 =
1 − j ρ tan β z min 1 ρ − j tan β z min 1
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． 晶体检波器的工作原理 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
1 ⎡ ⎢ n ⎣ I m ax 1 + I m in 1 I m ax 2 +L + I m in 2 I m ax n ⎤ ⎥ I m in n ⎦
（3-1b）
在 n≠2 时
ρ =
m ax m in
=
（3-1c）
而终端复反射系数的模值|Γl| 与驻波比有如下关系：
Γ
l
=
ρ −1 ρ +1 λg λ φl + (2n + 1) g 4π 4
f =
3 × 108
λ
(2 -6 )
另外，信号源工作频率亦可用吸收式频率计测量。
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实验步骤
1． 开通测试系统 ① 按图 1-1 所示连接微波测量系统，终端接上短路负载。 ② 打开信号源、选频放大器的电源，将信号源设置在内调制（方波）状态，将衰减器调整 到合适位置。 ③ 在开槽测量线终端接短路负载后，调节整个探头（旋动测量线上的大旋钮）使内部探针 耦合匹配，直到选频放大器输出指示最大。 ④ 反复调整输出衰减器、探头活塞位置等，通过选频放大器指示，确定测量线工作在比较 灵敏的最佳状态。 2． 波导波长测量 从负载端开始旋转测量线上整个探头位置（内含探针） ，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zmin0 ，并记录数据; ② 继续旋转探头（由负载向信号源方向）位置，可得到一组指示最小点位置 z1，z2，z3， z4 ，反复测 3 次，记入表 1； ③ 将数据代入式（2-4） ，计算出波导波长，并换算成频率。 ④ 用频率计测量信号源工作频率：吸收式频率计连在信号源与检波器之间。当吸收式频率 计失谐时，微波能量几乎全部通过频率计，此时选频放大器指示最大。慢慢调节吸收式频率计， 当调至频率计谐振状态时，一部分能量被频率计吸收，使选频放大器指示出现明显减小并达最 小处，此时读得吸收式频率计上指示的频率（频率计上两红线之间的刻度读数）即为信号源工 作频率，反复测 3 次，记入表 2 。可将测量结果（取其平均值）与用波导波长换算的结果进行 比较。