实验二 驻波比的测量
实验二-驻波管法吸声材料垂直入射吸声系数的测量
实验二 驻波管法吸声材料垂直入射吸声系数的测量一、实验目的加深对垂直入射吸声系数的理解，了解人耳听觉的频率范围，获得对一些频率纯音的感性认识。
二、实验原理在驻波管中传播平面波的频率范围内，声波入射到管中，再从试件表面反射回来，入射波和反射波叠加后在管中形成驻波。
由此形成沿驻波管长度方向声压极大值与极小值的交替分布。
用试件的反射系数r 来表示声压极大值与极小值，可写成：max(1)r p p =+min(1)r pp =-根据吸声系数的定义，吸声系数与反射系数的关系可写成：21rα=-定义驻波比S 为：minmaxp p s =吸声系数可用驻波比表示为：()241ss α+=因此，只要确定声压极大和极小的比值，即可计算出吸声系数。
如果实际测得的是声压级的极大值和极小值，计两者之差为Lp ，则根据第二章中介绍的声压和声压级之间的关系，可由下式计算吸声系数：()()()200220410110Lp Lpα⨯+=三、实验仪器AWA6122型智能电声测试仪，AWA6122A驻波管测试软件，待测吸声材料。
四、实验步骤利用驻波管测试材料垂直入射吸声系数的步骤如下：a将固定驻波管的滑块移到最远处。
b移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率第一个峰值处，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极大值的位置。
此位置即为峰值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。
c移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率第一个谷值处，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极小值的位置。
此位置即为谷值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。
d移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率第二个峰值位置、第二个谷值位置，或到所要测量的第三个峰值位置、第三个谷值位置、重复b，c条操作。
可以测量到第二个峰谷值和第三个峰谷值。
e重复a—d操作，可以测量到各个频率点的声压级峰谷值。
f注意事项：测过数据后，光标不要返回，驻波管的瞬时数据会覆盖原有记录数据；由于扬声器密封性能不是特别好，故标尺首尾数据不要记录，避免因漏声造成的测量误差。
驻波比实验总结
驻波比实验总结驻波比实验总结1本次电磁场与微波实验时长八周，一共19个小实验。
其中因为时间的原因我们组没有做布拉格衍射实验。
在电磁场与电磁波实验中，我们主要进行了定律的验证和现象观察，包括电磁波的折射、反射、衍射、干涉和极化等现象。
由于电磁场与电磁波课程是在大二下开设的，所以在实验开始我们发现有很多知识点存在遗忘现象，但还好电磁场实验同我们的感性认识更为接近，所涉及知识大多跟普通物理实验相关，在现象和定律方面我们记得还算牢靠，所以实际进行起来也还算顺手。
但是电磁场实验由于实验室空间和环境的限制导致了其测量误差较大，像极化实验我们就不得以测了很多次最终取了多次实验的平均值才勉强得出与定律相符合的实验结果，但是总体而言，基本上都验证了实验的相关定律。
电磁场的前两次实验，主要是验证反射与折射定律，测量单缝衍射与双缝干涉，由于在高中便已经学过了这些知识，故而上手十分容易，不过是将待测量转变为电信号进行验证求解。
第三次的实验涉及到迈克尔逊干涉仪、平面波的极化，这些知识都是在大学物理和电磁场与电磁波课程中的重点知识，尽管有些知识点记得不是很清楚，但是我们都对照实验指导书进行了仔细的预习工作，所以实验也还算顺利的完成了。
最后一次实验是用专门的仪器对学校周边的场强进行测量，需要我们进行户外采集数据，一方面考验了我们对实验仪器的使用，另一方面对于整个学校的场强变化也有了一定了解，在这次实验中我们组还遇到了一些问题，一开始我们听从老师的推荐选择了的频段，但测量结束后回来分析数据发现结果并不理想，场强的分布在校园的每个角落都十分均匀，在查资料和询问老师后才发现的发射台在全北京都是少数，所以在北邮校园内测量起来场强分布并不会有很大的差别，因此我们又选择了150MHz进行了测量，得到了较为理想的结果。
接下来的几周我们进行了微波测量实验，实验中主要运用了实验仪器测量了一些上个学期微波课程中的基本变量，例如波导波长、驻波比和介电常数等。
天线驻波比的测量方法
图1、通过式功率测量法Thruline@功率计的代表产品是BIRD公司的43型功率计（见图2），它自发明以来已经有超过25万台在全世界范围得到应用。
43采用了无源线性二极管检波技术，可以测量单载频的FM，PM和CW信号的功率，或者与校准信号的峰均功率比完全一致的信号。
图2、连续波（CW）功率计的代表产品——BIRD 43二、模拟调制和数字调制的射频信号不同的射频调制信号的功率测量方法是不同的，让我们首先来比较一下不同的调制信号各有什么特点。
2.1 连续波（ CW ）和模拟调制信号图3所示为连续波（CW）信号的波形，其特点是峰值包络是恒定的，FM和PM信号也同样。
图3、连续波（CW）信号的波形PM和PM调制常见于双向无线电对讲机、寻呼发射机和调频广播等，可采用传统的连续波（CW）功率计（如BIRD43）进行功率测量，通常用平均功率来表征其输出功率。
图4所示为调幅（AM）信号的波形，如电视图象调制。
由于其峰/均功率比是恒定值，所以这类信号也可以用连续波功率计进行测量。
如电视图象功率的测量，是在75%的调幅度下测出其平均功率，再乘上1.68，所得结果即是峰值功率（又称同步顶功率）。
图4、调制度为75%的调幅（AM）信号的波形2.2 数字调制经过近二十年的通信发展，已经确定了采用数字调制标准。
数字信号的特点是：其信号波形的对称性、频率、幅度和峰值/平均值功率比都会随机发生变化。
这样的波形与常规调制的信号相比更像是噪声（图5），并可破坏连续波型功率计得以准确校正和使用的条件。
另外，数字调制波形的大动态范围可以使连续波功率计的二极管检波电路超出平方率（线性）工作范围。
用43这样的（动态范围为7dB）功率计测试数字调制信号的功率将会产生较大的测试误差。
图5、数字调制信号2.3 数字调制的射频功率的定义图6所示为数字调制射频信号的时域波形。
定义如下：图6、数字调制射频信号的时域波形平均功率（ AVG ）——载频功率的平均值（热等效功率，相当于电压测量中的真有效值）。
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。
YS1123信号源YS3892选频放大器隔离器可变短路器TC26A测量线可变衰减器定向耦合器同轴/波导转换器E、H阻抗调配器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。
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：naa 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 Knλπλπρsincos2/2－＝ (1)通常取2K =（二倍最小法），且设2n =：⎪⎪⎭⎫⎝⎛+gWλπρ2sin 11＝ (2)当ρ＞10时，上式可简化为 Wg πλρ≈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。
电压驻波比测量
实验九 电压驻波比测量一．实验目的1．掌握校准晶体检波特性的方法；2．掌握常用的大、中电压驻波比的测量方法：直接法、等指示度法、功率衰减法。
二．实验原理（一）、晶体定标由测量线的基本工作原理可知，指示器的读数I 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的定标来确定。
所谓定标，就是找出电场的归一化值|E ´|与I 的对应关系，其中：max'E E E =。
由实验的分析可知，当测量线终端短路时，有：z E E βsin 20= 而：0max 2E E =，显然，归一化电场z z E gλπβ2sin sin '==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：d E gλπ2sin'=而晶体二极管上的检波电压u 正比于探针所在处的|E ´|，所以，上式可以用u 的归一化值u ´来表示。
即：d u u u gλπ2sinmax'==由于晶体二极管的检波电流I 与检波电压u 之间的关系为：n cu I =，式中，c 为比例常数，n 为检波律。
代入上式，则有：ngd c I λπ2sin'=式中，c ´为比例常数。
驻波比的测量是微波测量中最基本、最重要的内容之一。
电压驻波比（以下简称驻波比）的定义是：传输线中电场最大值和最小值之比，即：min 'max'minmax EE E E S ==式中，'E 为电场的归一化值（相对场强）。
（二）、电压驻波比的测量1．直接法直接测量传输线驻波的波腹点和波节点场强，由定义求得驻波比的方法称为直接法。
该方法适合于中、小驻波比（即S ＜6）。
如果测得驻波的波腹点与波节点的指示器读数分别为max I 和min I ，根据晶体定标曲线可读出相应的max'E和min'E，则驻波比S 为：min'max 'EE S =（2-1）在我们实验中所使用的功率电平范围内，一般可近似地认为是平方律检波，即：2max''max E C I =2min''min E C I =式中，C´为比例系数，则：'maxmax'C I E ='min min'C I E = 代入式（2-1）中，可得：min max min'max 'I I E E S ==（2-2）2．等指示度法等指示度法是在驻波节点附近测量数据，再根据驻波分布规律求出驻波比。
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。
实验二_驻波比的测量
实验二_驻波比的测量实验四驻波比的测量【实验目的】掌握测量驻波比的原理和常用方法。
【实验内容】在测量线系统中，选用合适的方法测量给定器件的电压驻波系数。
【实验框图与仪器】选频a.放大器信号源隔离器频率计衰减器测量线被测件图1 驻波比测量系统图 b.c.网络分析仪信号源被测件频谱仪【实验原理】测试微波传输系统内电磁场的驻波分布情况，包括场强的最大点、最小点的幅度及被测件其位置，从而得到驻波比(或反射系数)和波导波长。
由于驻波比(或反射系数)能表征电磁场的分布规律，所以它们时微波设备和元器件的一项重要指标，因此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值等其它参量。
产生驻波的原因是由于负载阻抗与波导特性阻抗不匹配。
因此，通过对驻波比的测量，就能检查系统的匹配情况，进而明确负载的性质。
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: Emax (1,14) ,,Emin其中，和分别是微波传输系统电场的最大值和最小值。
一固定长度的探针感EEmaxmin应的电动势正比于场强，因此对平方律检波，有EI maxmax,,,(1,15)EIminmin式中，和分别是电场为最大和最小时指示器的读数。
对于直线律检波有IImaxminImax (1,16) ,,Imin如果不知道检波律，必须用晶体检波特性曲线求出场强和指示器读数的关系再求得。
测量驻波系数的方法与仪器种类很多，本实验中将学习用测量线测量驻波系数的几,种方法。
驻波比的测量，应根据驻波比的大小采用不同的方法，以保证测量的精度。
1、直接法(小驻波比的测量 1.05<ρ<1.5)3 直接法测量驻波系统框图如图示。
测量放大器被测器可变衰微波信隔离器件减器号源波导测量线3 图直接法测量驻波系统框图图,1,直接法测量驻波系数直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强如图4所示，从而求得驻波系数的方法称为直接法。
半波振子的输入阻抗与驻波比的测试实验原理
半波振子的输入阻抗与驻波比的测试实验原理
半波振子是一种常用的天线结构，其输入阻抗和驻波比的测试是判断天线性能的重要手段。
下面是它们的实验原理：
1. 输入阻抗测试原理
输入阻抗是指天线口的阻抗值，通常用复数形式表示。
在实际使用中，为了优化天线系统的匹配，需要对其进行输入阻抗测试。
输入阻抗测试通常通过一些特定的测量方法实现，如：
(1) 端口阻抗测量：可通过阻抗分析器测量天线端口的阻抗。
(2) 反射系数测量：可以通过向天线端口输入信号，通过反射系数计算得到输入阻抗值。
(3) 同轴适配器法：用同轴适配器将天线端口与测试设备相连，实现输入阻抗测试。
2. 驻波比测试原理
驻波比是指在传输线中反射波和正向波形成的电压幅值比值。
驻波比越小，表示
反射波越少，线路匹配性能越好，天线性能也越好。
一般认为驻波比小于2就能基本保证线路匹配性能。
驻波比的测试方法主要有：
(1) 反射法：用反射系数测量仪测量传输线中反射波和正向波的幅值，从而计算得到驻波比。
(2) 平衡法：用平衡器测量信号的正向和反向功率，从而计算得到驻波比。
(3) 调制法：将一正弦波与测试信号混合，将其通过传输线，然后侧于线路接口处测量反射波信号的幅值，从而计算得到驻波比。
需要注意的是，由于半波振子的结构比较复杂，其输入阻抗和驻波比的测试需要根据具体测试方法进行合理选取。
驻波比测量方法
SX-200/SX-400驻波比功率计使用方法作者：佚名文章来源：网络点击数：4018 更新时间：2006-4-14(或50Ω 阻性的标准负债)与该端口相连。
⑩表头照明直流电源输入端口)表头照明直流电源输入端口，直流电源电压范围为11～15V，红线接电源“ ＋” ，黑线接电源“ －” ，主要是用于夜间的野外场合。
测试方法2.1 连接方法(参见图2)①将电台的“ ANT” 端口与本仪表的“ TX” 端口相连，本仪表的“ ANT” 端口与电台实际使用天馈线的馈线端口(50Ω )相连，一定要做到连接可靠、紧固。
②表头需照明时，在仪表背面端口接入规定电压范围的直流电源。
2.2 电台发射功率的测量①FUNCTION开关置于“ POWER” 位置。
②POWER开关置于“ FWD” 位置。
③RANGE开关置于所测电台发射功率相适应的量程上④被测电台置于发信状态，表头指针指示即为电台发射功率，从相应刻度上读出发射功率值。
⑤作为单边带峰值包络功率(PEP MONI)监视器时，应将A VG／PEP MONI开关按下，呈“ ━” 状态，此时对着麦克风发声或输入调制信号，表头将动态地指示单边带峰值包络功率。
2.3 天馈线反射波功率的测量①FUNCTION开关置于“ POWER” 位置。
②POWER开关置于“ REF” 位置。
③RANGE开关开始应置于“ 20W” 量程上。
④被测电台置于发信状态，表头指针指示即为电台反射波功率，若反射波功率小于5W，将RANGE开关置于“ 5W” 量程上，从刻度上读出反射波功率值。
2.4 驻波比的测量①FUNCTION开关置于“ CAL”位置。
②将CAL旋钮逆时针旋到底，置于“ MIN” 位置。
③被测电台置于发信状态，顺时针旋转CAL旋钮，使指针指示到表头第一道刻度线右侧“ ” 处。
④FUNCTION开关置于“ SWR” 位置，表头指针指示即为驻波比值，当电台输出功率大于5W时，应从第一道刻度上读取驻波比值，当电台输出功率小于5W时，应从第二道刻度上读取驻波比值。
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。
驻波比测量作业指导书
驻波比测量作业指导书一、目的为了测试GSM频段内那个频点范围存在驻波过大问题，是在已知天馈部分存在问题情况下找出具体的故障点，特制定本作业指导书。
二、适用范围本作业指导书适用通信领域内所有塔型的天馈系统驻波比测量。
三、内容与工作流程驻波比（SWR）全称为电压驻波比（VSWR）。
在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会在天线产生反射波，反射波和入射波在天馈系统汇合产生驻波。
为了表征和测量天馈系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，建立了“驻波比”这一概念，住波比的计算公式为SWR=R/r=(1+K)/(1-K)，其中反射系数K=(R-r)/(R+r) ，K为负值时表明相位相反，R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。
当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1。
这是一种理想的状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。
驻波比是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比要小于1.5，在工作频点的电压驻波比最好小于1.2。
电压驻波比过大，将缩短通信距离，反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正常工作。
目前使用的测试仪表有三种：1、TDR（时域反射仪）专用于测故障点。
2、HP8954E，专用于测SWR（驻波比）。
3、WILTRON SITE MASTER用于测试频域特性（SWR）与DTF（故障点定位）。
WILTRON SITE MASTER只适用于测量GSM900与DCS1800（不含ALNA），目前大部分地方使用SITE MASTER，有两种型号：S331D与S120A，前者是单口，后者是双口，后者增加了一个功能：收发天线隔离度测试。
下面介绍S331D型SITEMASTER1、Site Master 概要系统性能和收益将直接取决于布网的质量，以及在运营中现场技师解决系统故障和维护系统的能力。
加强了系统维护手段，提高系统的可用性，使用户满意，为运营商创收。
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。
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。
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。
试验二驻波的测量
试验二驻波的测量《微波技术与天线》实验指导书主编赵霞审核楚栓成校对杨艺北方民族大学电气信息工程学院二○○八年三月目录实验系统介绍 (3)实验一微波测量系统 (9)实验二驻波的测量 (12)实验三阻抗及匹配 (15)实验四微波技术应用的研究 (18)实验系统简介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图1 电磁波的分类1．波长短(1m —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。
2．频率高：微波的电磁振荡周期(10-9一10-12s)很短，已经和电子管中电子在电极间的飞越时间(约10-9s)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。
4．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，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。
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实验四 驻波比的测量
【实验目的】
掌握测量驻波比的原理和常用方法。
【实验内容】
在测量线系统中，选用合适的方法测量给定器件的电压驻波系数。
【实验框图与仪器】
网络分析仪
被测件信号源
被测件
频谱仪
b. c.
图1 驻波比测量系统图 【实验原理】
测试微波传输系统内电磁场的驻波分布情况，包括场强的最大点、最小点的幅度及
其位置，从而得到驻波比（或反射系数）和波导波长。
由于驻波比（或反射系数）能表
征电磁场的分布规律，所以它们时微波设备和元器件的一项重要指标，因此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 值等其它参量。
产生驻波的原因是由于负载阻抗与波导特性阻抗不匹配。
因此，通过对驻波比的测量，就能检查系统的匹配情况，进而明确负载的性质。
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：
min
max E E =
ρ （1－14）
其中，max E 和min E 分别是微波传输系统电场的最大值和最小值。
一固定长度的探针感应的电动势正比于场强，因此对平方律检波，有
式中，m ax I 和m in I 分别是电场为最大和最小时指示器的读数。
对于直线律检波有
m in
m ax
I I =
ρ （1－16） 如果不知道检波律，必须用晶体检波特性曲线求出场强和指示器读数的关系再求得
)
151(min
max min max
-==
I I E E ρ
min
max min max
I I E E ==
ρ （1－2）
一般都是在小信号状态下进行测量，为此检波晶体二极管都是工作在平方律检波区域（检波电流I ∝E 2），故应有：
min
max
I I =
ρ
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，可采用节点偏移法。
节点偏移法测量驻波比的测试系统如图5示。
测量方法：逐点改变短路活塞的位置（读数S ），在测量线上用交叉读数法跟踪测得某一波节点的位置（读数为D ），作出S 和（D+S ）+KS 的关系曲线，其中12
1
-=
λλK ,1λ是取下待测元件，固定短路活塞位置，移动测量线探针测得的测量线中的波长；2λ是固定测量探针，移动短路活塞，用交叉读数法在短路活塞上测得的波长。
由所得实验曲线求得最大偏移量∆，按下式求出驻波比
)
sin(1)sin(
11
1
λπλπρ∆-∆+= （1－18）
当∆很小时，可近似为
1
21λπρ∆
+
≈ （1－19）
当测量线标尺从左到右读数时，应以（D-S ）－KS 为纵坐标，以S 为横坐标曲线，驻波比仍用式（1－18）或（1－19）计算。
注：节点偏移法是测量驻波比的重要方法，它适合于测量任意大小的驻波比。
中等驻波比测量（6≤ρ），可采用直接测量沿线驻波最大点和最小点场强的直接法来测量。
为了提高精确度，可以测量多个最大点和最小点，然后按下式求得驻波比
n
n
I I I I I I min 2min 1min max 2max 1max ......++++++=ρ
（1－20）
或
或
其中m ax I 和m in I 为指示器上对应的最大值和最小值（直线律检波）或其方根值（平方律检波）。
k 22k
图4沿线驻波场分布图
图6 波节点附近场的分布
2、 等指示度法（大驻波比 5>ρ）
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，如果在最小点检波晶体的输出能使仪表有足够的指示读数，则在最大点上检波晶体的特性从平方律转向直线律，因而无法在同一情况下测得最大点和最小点，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，如图6。
图5 节点偏移法测量驻波比的测试系统
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-=
g g
n
W W
k λπλπρsin cos
2/2
（1.2.4）
式中
min min I kI k 最小点读数测量点读数=
n 为晶体检波律，一般n=2
'
h h l l W -=＝2d
g λ为测量线上的波长即波导波长
当k=2时，称为“二倍最小值”法，此时的驻波系数为：
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+
=g W λπρ2sin
1
1 （1.2.5）
当ρ较大时（ρ≥10），由于W 很小，g W
λπsin 较小，g
g W W λπλπ≅sin ，故公式进一步简
化为
W
g
πλρ≈
(1-27) 由此可见，只需测定波导波长g λ和二倍于最小点场强平方的等指示点之间的距离W ，即可求出驻波比。
必须指出：W 与g λ的测量精度对测量结果影响很大，因此必须用高精度的探针位置测量装置（如千分测微计）进行读数。
3、 功率衰减法
当ρ>50时，用直接法和等指示度法测量驻波系数的误差都很大，且受检波二极管性能的影响，因而采用一种比较简便而准确的测量驻波系数的方法——功率衰减法。
它应用可变衰减器测量驻波腹点和节点两个位置上的电平差，使得测量精度主要决定于衰减
器精度和系统的匹配情况，而与晶体检波律无关。
方法是：改变测量电路中可变衰减器的衰减量，使探针位于驻波腹点和节点时指示电
表的读数相同，则驻波系数：
20
min
max 10
A A -=ρ （1.2.6）
式中max A 和min A 分别是探针位于驻波腹点和节点时可变衰减器的衰减量，单位为dB 。
4、 用网络分析仪测量电压驻波系数（略）。
总之，当驻波系数1.5<ρ<5时直接读出m ax I ，m in I 即可。
当被测器件的驻波比较大时，直接法测量误差较大，可采用其它方法测量，如等指示度法、功率衰减法等。
如果被测器件的驻波比比较大
，驻波腹点和节点电平相差悬殊，则在测量最大点和最小点
电平时，使晶体二极管工作在不同的检波律，用直接法测量误差较大。
此时可用二倍最小值法。
【实验步骤】
1、 按图1连接好测量系统。
2、 开启电源，预热仪器，并按操作规程调整信号频率、功率及调制频率。
3、 调整测量线，调谐测量线探针电路，使测量放大器指示最大。
（1）测量线的探针沿纵向移动由测量放大器读出对应 的检波电流
和对应的 。
因为 所以 。
（ n 由对晶体检波器校准得到）在检波功率电平很小条件下n=2， （2）测出测量线中驻波场的分布 在整段测量线范围内，使用选频放大器作出驻波分布曲线，并绘制成图。
为保证驻波曲线精度，请自行选择“步长”。
同时还应注意测量线的空程。
（3） 驻波比的测量 按下微波源“方波”按钮。
（a ）在系统终端分别接短路板和匹配负载，观察驻波场。
(b)在终端分别接失配负载A 和B ，选择合适的方法测出ρ。
max E m ax I min E m in I n kE I =n I I ⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=min max
ρmin
max I I =
ρ
(4)接上被测件，采用直接法测量驻波波腹点和波节点处的选频放大器读数m ax I 和
② 将测量线终端换接调配器+晶体检波器，并将探针置于驻波节点位置，提高测试系统灵敏度，读驻波最小点值min I ；
③ 移动探针到驻波节点两边，直到指示器读数为min 2I ，读两个等指示度的探针位置
（用千分测微计读）2l 和'2
l 。
'
22l l W -=，算出驻波系数。
【实验前准备】
1、 认真阅读和驻波系数相关的内容。
2、 考虑好实验步骤及记录格式。
【实验报告内容】
1、 整理实验数据，计算出实验内容中要求的被测件的电压驻波系数。
2、 简单讨论大、中、小电压驻波系数测量方法的特点。
3、 实验现象及存在问题的讨论。
【思考问题】
1、开口波导的ρ≠∞，为什么？
2、用功率衰减法测大驻波比时，可否用低频衰减器代替微波衰减器（如能否用测量
放大器输入衰减器代替微波衰减器）？为什么？。