近代微波测量思考题
近代物理实验思考题答案
近代物理实验思考题答案【篇一：近代物理实验练习题参考答案】txt>一、填空1.核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。
2.用百分比表示的能量分辨率定义为： r?最大计数值一半处的全宽度?v?100％。
能量分辨率值峰位置的脉冲幅度v0越小，分辨能力越强。
3.?有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。
4.对于不同的原子，原子核的质量不同而使得里德伯常量值发生变化。
5.汞的546.1nm谱线的塞曼分裂是反常塞曼效应。
6.由于氢与氘的能级有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。
7.在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是将圆偏振光变为线偏振光。
8.射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。
这些探测器大多用于高能核物理实验。
信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。
根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。
9.测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用线性插值法来进行测量。
10.在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。
11.原子光谱是线状光谱。
12.原子的不同能级的总角动量量子数j不同，分裂的子能级的数量也不同。
13.盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。
坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。
包括起始电压、坪长、坪斜等。
一只好的计数管，其坪长不能过短，对于③有机管，其坪长不能低于150伏，对于④卤素管，其坪长不能低于50伏。
坪斜应在⑤0.1----0.01%每伏___以下。
计数管工作时工作点应选在坪区的⑥左1/3-1/2__处。
14.由于光栅摄谱仪的色散接近线性，所以可以使用线性插值法测量光谱线波长。
近代微波测量思考题
思考题11、微波测量系统通常由哪几部分组成？三部分:1)信号源,2)测量装置,3)指示/显示设备2、微波信号分析（测量）的基本对象是哪两个？其他还有哪些?测量的基本对象是:1)频率2)功率3)信号电平4)频谱3、微波网络的反射参数、传输参数有哪些？他们怎样定义的？彼此间有何关系？4、何谓“三大误差”？各自的表现有何特点？怎样减小或消除？1)系统误差:由分析和测量的装置的不理想引起,不随时间变化,通过校准来消除2)随机误差:来源于仪器的噪声,开关重复性,连接器重复性,随机时间变化,单峰性,对称性,不能通过校准来消除,可以通过统计平均来减少3)漂移误差:校准后仪器或系统特性变化,由温度变化引起,可以通过进一步校准消除5、微波信号源怎样分类？振荡器与信号发生器有何不同？功率信号发生器属于前者还是后者？微波信号源按照设计性能和用途的不同进行分类,信号发生器的核心部分是微波振荡器,功率信号发生器属于信号发生器.6、普通三极管提高工作频率时受到哪些因素的限制？1)极间电子渡越时间效应2)极间电容及引线电感7、与灯塔管、金属陶瓷管之类的“静电控制式”三极管相比，反射速调管在原理上有何重大的突破？利用控制反射极的负电压正好使电子在反射场区内往返的渡越时间正好等于N=（n+3/4）个振荡周期，则腔体所获得的能量最大，振荡最强，输出功率达最大值。
（利用电子在渡越时间内与交变电磁场相互作用并交换能量以产生并维持微波振荡的电子管）。
8、反射速调管振荡器的f0什么决定？为什么说它是一种VCO?试问：（1）将它作为点频源来使用时；（2）将其作为窄带扫频源使用时，怎样选择振荡区、调制电压的波形和幅度以及反射极电压——Er之值？f0主要由腔体的尺寸决定，速调管的频率大范围改变只要靠改变腔体的尺寸；反射极电压也可对f0作小范围调谐（一般只有数十兆赫），所以它是一种VCO。
对点频源来使用时，调制电压的波形应为方波，使电压方波的一个波顶正好处在所选定的工作频区的中央，而另一个波顶则落在两个相邻振荡频区之间的空党内。
微波技术基础思考题
微波技术基础思考题1、微波是一般指频率从300M至3000GHz范围内的电磁波，其相应的波长从1m至0.1mm。
从电子学和物理学的观点看，微波有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性等重要特点。
2、导行波的模式，简称导模，是指能够沿导行系统独立存在的场型，其特点是：（1）在导行系统横截面上的电磁波呈驻波分布，且是完全确定的。
这一分布与频率无关，并与横截面在导行系统上的位置无关；（2）导模是离散的，具有离散谱；当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数；（3）导模之间相互正交，彼此独立，互不耦合；（4）具有截止特性，截止条件和截止波长因导行系统和因模式而异。
3、广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定的方向传播的导体、介质或由它们组成的导波系统，都可以称为传输线。
若按传输线所导引的电磁波波形（或称模、场结构、场分布），可分为三种类型：（1）TEM波传输线，如平行双导线、同轴线、带状线和微带线，他们都是双导线传输系统；（2）TE波和TM波传输线，如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等，他们是由金属管构成的，属于单导体传输系统；（3）表面波传输系统，如介质波导（光波导）、介质镜象线等，电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播，一般是TE或TM波的叠加。
对传输线的基本要求是：工作频带宽、功率容量大、工作稳定性好、损耗小、易耦合、尺寸小和成本低。
一般地，在米波或分米波段，可采用双导线或同轴线；在厘米波段可采用空心金属波导管及带状线和微带线等；在毫米波段采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线；在光频波段采用光波导（光纤）。
以上划分主要是从减少损耗和结构工艺等方面考虑。
传输线理论主要包括两方面的内容：一是研究所传输波形的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律（也称场结构、模、波型），称横向问题；二是研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律，称为纵向问题。
横向问题要通过求解电磁场的边值问题来解决；各类传输线的纵向问题却有很多共同之处。
微波复习题参考答案（思考题）
微波复习题参考答案（思考题）⼀、思考题1.什么是微波？微波有什么特点？答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHz到3000GHz，波长从0.1mm到1m。
(通常，微波波段分为⽶波、厘⽶波毫⽶和亚毫⽶波四个波段。
)特点: 似光性；穿透性；宽频带特性；热效应性；散射性；抗低频⼲扰性；视距传播性；分布参数的不确定性；电磁兼容和电磁环境污染。
2. 试解释⼀下长线的物理概念，说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有哪些？⼀般是采⽤哪些物理量来描述？3. 微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么？它们有何区别和联系？4. 试解释传输线的⼯作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长）5. 传输线状态参量输⼊阻抗、反射系数、驻波⽐是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系6. 阻抗匹配的意义，阻抗匹配有哪三者类型，并说明这三种匹配如何实现？7. 史密斯圆图是求解均匀传输线有关和问题的⼀类曲线坐标图，图上有两组坐标线，即归⼀化阻抗或导纳的的等值线簇与反射系数的等值线簇，所有这些等值线都是圆或圆弧，故也称阻抗圆图或导纳圆图。
阻抗圆图上的等值线分别标有，⽽特征参数和，并没有在圆图上表⽰出来。
导纳圆图可以通过对旋转180°得到。
阻抗圆图的实轴左半部和右半部的刻度分别表⽰或和或。
圆图上的电刻度表⽰，图上0~180 °是表⽰。
8. TEM、TE 和TM 波是如何定义的？什么是波导的截⽌性？分别说明矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么？9. 描述波导传输特性的主要参数有哪些，如何定义？10.为什么空⼼的⾦属波导内不能传播TEM波？试说明为什么规则⾦属波导内不能传输TEM波？答：如果内部存在TEM波，则要求磁场应完全在波导的横截⾯内，⽽且是闭合曲线。
由麦克斯韦第⼀⽅程知，闭合曲线上磁场的积分应等于与曲线相交链的电流。
由于空⼼⾦属波导中不存在轴向（即传播⽅向）的传导电流，所以必要求有传播⽅向的位移电流。
[2018年最新整理]微波技术习题
![[2018年最新整理]微波技术习题](https://img.taocdn.com/s3/m/62f64efe18e8b8f67c1cfad6195f312b3169ebd7.png)
学习资料收集于网络，仅供参考学习资料微波技术习题思考题1.1 什么是微波？微波有什么特点？1.2 试举出在日常生活中微波应用的例子。
1.3 微波波段是怎样划分的？1.4 简述微波技术未来的发展状况。
2.1何谓分布参数？何谓均匀无损耗传输线？2.2 传输线长度为10cm，当信号频率为9375MHz时，此传输线属长线还是短线？2.3传输线长度为10cm，当信号频率为150KHz时，此传输线属长线还是短线？2.4传输线特性阻抗的定义是什么？输入阻抗的定义是什么？2.5什么是反射系数、驻波系数和行波系数？2.6传输线有哪几种工作状态？相应的条件是什么？有什么特点？3.1何谓矩形波导？矩形波导传输哪些模式？3.2何谓圆波导？圆波导传输哪些模式？？3.3矩形波导单模传输的条件是什么？3.4何谓带状线？带状线传输哪些模式？3.5何谓微带线？微带线传输哪些模式？3.6 何谓截止波长？何谓简并模？工作波长大于或小于截止波长，何谓截止波长？何谓简并模？工作波长大于或小于截止波长，电磁波的特性有何不同？电磁波的特性有何不同？3.7 矩形波导TE10模的场分布有何特点？3.8何谓同轴线？传输哪些模式？3.9为什么波导具有高通滤波器的特性？3.10 TE波、TM波的特点是什么？3.11何谓波的色散？3.12任何定义波导的波阻抗？分别写出TE波、TM波波阻抗与TEM波波阻抗之间的关系式。
4.1为什么微波网络方法是研究微波电路的重要手段？4.2微波网络与低频网络相比有哪些异同？4.3网络参考面选择的要求有什么？4.4表征微波网络的参量有哪几种？分别说明它们的意义、特性及其相互间的关系？表征微波网络的参量有哪几种？分别说明它们的意义、特性及其相互间的关系？4.5二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些？二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些？4.6微波网络工作特性参量与网络参量有何关系？微波网络工作特性参量与网络参量有何关系？4.7常用的微波网络有哪些？对应的网络特性参量是什么？常用的微波网络有哪些？对应的网络特性参量是什么？4.8微波网络的信号流图是什么？简要概述信号流图化简法则有哪些？微波网络的信号流图是什么？简要概述信号流图化简法则有哪些？5.1试述旋转式移相器的工作原理，并说明其特点。
近代物理实验习题答案
近代物理实验习题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]《近代物理实验》练习题参考答案 一、 填空1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。
因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。
2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。
用百分比表示的能量分辨率定义为：％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全1000V V ⨯∆=R 。
能量分辨率值越小，分辨能力越强。
3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。
其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。
4、对于不同的原子，原子核的质量 不同 而使得里德伯常量值发生变化。
5、汞的谱线的塞曼分裂是 反 常塞曼效应。
6、由于氢与氘的 能级 有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。
7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。
8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。
径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。
这些探测器大多用于高能核物理实验。
信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。
根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。
9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用线性插值法来进行测量。
10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。
11、原子光谱是线状光谱。
12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。
13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。
坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。
包括起始电压、坪长、坪斜等。
近代物理实验内容及思考题
近代物理实验内容及思考题第一轮实验项目：一、 夫兰克—赫兹实验实验内容：1、 仪器的安装调试。
2、 逐点手动测量激发电位：在同一张坐标纸上作出I p ～V G2曲线，由曲线确定出各极值电位值。
求出氩原子第一激发态电位和测量误差。
3、 自动测量激发电位：在示波器上调出I p ～V G2曲线，直接读出氩原子第一激发态电位值。
4、 示波器观察分别改变减速电压V p 和灯丝电压V f 曲线I p －V G2应有何变化。
课后思考题：1、 解释曲线I p －V G2形成的原因。
2、 实验中，取不同的减速电压V p 时，曲线I p －V G2应有何变化？为什么？3、 实验中，取不同的灯丝电压V f 时，曲线I p －V G2应有何变化？为什么？二、塞曼效应实验内容：1、调整光路，从测量望远镜中可观察到清晰明亮的一组同心干涉圆环。
2、接通电磁铁稳流电源，缓慢地增大磁场B ，从测量望远镜中可观察到细锐的干涉圆环逐渐变粗，然后发生分裂。
旋转偏振片为00、450、900各不同位置时，观察偏振性质不同的π成分和σ成分。
3、选定干涉级K 和K-1的位置，测量干涉圆环直径，用特斯拉计测出磁场B ，根据下式求出电子的比荷（e/m ）值。
（标准值m e /=1.76⨯1011C/kg ） dB c D D D D m e K K a b π422122⋅--=-（式中d=5mm ） 4、观察沿磁场方向的塞曼分裂，将电磁铁旋转900，并抽出铁芯，放上1/4波片与偏振片，以区分左旋和右旋偏振光。
课后思考题：1、什么叫塞曼效应，磁场为何可使谱线分裂？2、叙述各光学器件在实验中各起什么作用?3、如何判断F-P 标准具已调好？4、实验中如何观察和鉴别塞曼分裂谱线中的π成分和σ成分？如何观察和分辨σ成分中的左旋和右旋偏振光？ 三、核磁共振实验内容：1、 观察氢核1H 的NMR 现象（1）分别改变不同实验条件（射频场强度、扫场电压、样品在磁极间的位置）观察吸收信号的变化；（2）比较掺入顺磁物质浓度不同的水样品，观察吸收信号的差别。
近 代 物 理 实 验
近代物理实验实验报告班级学号姓名上课时间联系电话实验I 光磁共振一、实验目的1通过研究铷原子基态的光磁共振，加深对原子超精细结构的认识；2掌握光磁共振的实验技术；3测定铷原子的g因子和测定地磁场。
二、实验仪器三、实验原理四、实验步骤五、数据处理（数据记录表格自拟；可视情自行添加附页）六、对本实验的思考与创意1. 思考题解答1）什么是光抽运效应？产生光抽运信号的实验条件是什么？怎样用光抽运信号检测来检测磁共振现象？2）如何确定水平磁场、扫场直流分量方向与地磁场水平分量方向的关系及垂直磁场与地磁场垂直分量的关系？3）扫场不过零，能否观察到光抽运信号？为什么？4）利用光抽运探测磁共振比直接探测磁能级之间的磁共振跃迁的信号灵敏度可提高多少倍？2. 创意实验J 铁磁共振一、实验目的1．了解铁磁共振的基本原理，观察铁磁共振现象；2．测量微波铁氧体的铁磁共振线宽；3．测量微波铁氧体的g因数二、实验仪器三、实验原理四、实验步骤五、数据处理（数据记录表格自拟；可视情自行添加附页）六、对本实验的思考与创意1. 思考题解答1）本实验是怎样测量磁损耗的？实验中磁损耗又是通过什么来体现的？2）为什么在传输式谐振腔中有磁性样品时，腔的谐振频率会随外加稳恒磁场的改变而发生变化，并且在空腔的谐振频率上下波动，即产生所谓频散效应？3）如何精确消除频散效应？实验中是如何处理频散效应的？2. 创意实验K 核磁共振一、实验目的1.掌握ＮＭＲ的基本原理及观测方法；2.用磁场扫描法（扫场法）观察核磁共振现象；3.由共振条件测定氟核（１９Ｆ）的g因子。
二、实验仪器三、实验原理四、实验步骤五、数据处理（数据记录表格自拟；可视情自行添加附页）六、对本实验的思考与创意1．思考题解答1）简述核磁共振的原理并回答什么是扫场法和扫频法？2）NMR实验中共用了几种磁场？各起什么作用？3）试想象如何调节出共振信号。
4)不加扫场电压能否观察到共振信号？2. 创意实验L 电子顺磁共振一、实验目的1．了解电子顺磁共振的原理；2．掌握FD-TX-ESR-II型电子顺磁共振谱仪的调节和使用方法；3．利用电子顺磁共振谱仪测量 DPPH的g因子。
微波介质特性的测量实验报告
嘉应学院物理学院近代物理实验实验报告实验项目：实验地点：班级：姓名：座号：实验时间：年月日一、实验目的：1.对微波材料的介质特性的测量，有助于获得材料的结构信息;2.研究了的微波特性和设计微波器件。
3.本实验采用谐振腔微扰法测量介质材料的特性参量，学习反射式腔测量微波材料的介电常数ε'和介电损耗角tgδ的原理和方法。
二、实验仪器和用具：介质材料：半径0.7 mm 长度10.16 mm白色样品：聚四氟乙烯；透明样品：有机玻璃；褐色样品：黑焦木三、实验原理：谐振腔是两端封闭的金属导体空腔，具有储能、选频等特性，常见的谐振腔有矩形和圆柱形两种，本实验采用反射式矩形谐振腔，谐振腔有载品质因数可由210f f f Q -=测定，其中0f 为谐振腔振频率，1f ，2f 分别为半功率点频率。
图8.2.1所示是使用平方律检波的晶体管观测谐振曲线0f ，1f 和2f 的示意图。
如果在矩形谐振腔内插入一圆柱形的样品棒，样品在腔中电场的作用下就会被极化，并在极化的过程中产生的能量损失。
因此，谐振腔的谐振频率和品质因数将会变化。
根据电磁场理论，电介质在交变电场的作用下，存在转向极化，且在极化时存在驰豫，因此它的介电常量为复数：ε)( '''00εεεεεj r -==式中ε为复电常量，0ε为真空介电常量，r ε为介质材料的复相对介电常量，'ε、''ε分别为复介电常量的实部和虚部。
由于存在驰豫，电介质在交变电场的作用下产生的电位移滞后电场一个相位角δ，且有tg δ＝''ε/'ε因为电介质的能量损耗与tg δ成正比，因此tg δ也称为损耗因子或损耗角正切。
如果所用的样品体积远小于谐振腔体积，则可认为除样品所在处的电磁场发生变化外，其余部分的电磁场保持不变，因此可用微扰法处理。
选择p TE 10（p 为奇数）的谐振腔，将样品置于谐振腔内的微波电场最强而磁场最弱处，即x=a/2，z=l/2处，且样品棒的轴向与y 轴平行。
微波遥感思考题及答案原创
上网查是否能找到标准参考答案1、试总结分析微波与大气的相互作用过程大气对微波的衰减作用主要有大气中水分子和氧分子对微波的吸收，大气微粒对微波的散射。
水分子和氧分子具有的几种能量形式包括：平移动能，与轨道有关的电子能量，振动能量及转动能量。
当水分子和氧分子与周围的电磁场发生相互作用时，它们的能级会发生变化，这时它们就会吸收某一频率的微波辐射能量。
氧分子对微波的吸收中心波长位于0.253cm和0.50cm处，且氧分子对微波的吸收作用要强于水分子。
根据这些情况，一般可采用2.06-2.22mm、3.0-3.75mm、7.5-11.5mm和20mm以上的波长作为微波遥感的窗口（大气窗口），在这四个波段内大气的吸收作用是很小的。
微波在非降水云层中的衰减：由于水粒组成的云粒子一般直径很小，不超过100微米，比微波波长要小一两个量级，故对微波的散射满足瑞利散射条件，但这时散射作用比吸收作用小得多，一般可以忽略，微波的衰减主要由水粒的吸收引起。
微波在降水云层中的衰减：降水云层中的粒子主要有雨滴，冰粒，雪花和干湿冰雹等，其直径均大于100μm，有的可以达到几毫米(如雨滴)、几厘米(如冰雹)，它们对微波的散射必须按米氏散射来分析。
这时的吸收情况十分复杂，散射作用一般是不能忽略的。
研究表明：当微波频率小于10.69GHz（约2.81cm）时，水滴的散射衰减作用已经逐渐小于吸收；当频率为4.805GHz （约6.3cm）时，散射作用只有吸收的十分之一；而当频率大于10.69GHz时，水滴的散射作用则完全不能忽略。
但如果不是暴雨和大雨，雨滴直径不超过2.5mm左右，而频率又不大于19.35GHz时，雨滴的散射作用比吸收小将近十倍，仍可予以忽略。
除上述外，云层本身也会发射出微波辐射而呈现为亮度温度。
这种亮度作为随机干扰噪声叠加在目标亮温上，对目标的微波辐射亮度测量产生影响，且频率愈高，这种噪声就愈严重。
在1~300GHz的频带内，随着波长越来越短，微波与大气的相互作用有两个重要的转变：其一，大气对微波能量传输的衰减作用由很弱到很强；其二，云层微粒和雨微粒对微波的吸收和散射作用(其宏观表现也是衰减)从极轻微到十分显著。
微波的基本测量 近代物理实验
深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验（一）实验名称：微波的基本测量学院：组号指导教师：报告人：学号：班级：实验地点实验时间：实验报告提交时间：一、实验目的a)要求学全使用基本微波器件,了解微波振荡源的基本工作特性和微波的传输特性。
b)掌握频率、功率以及驻波比等基本量的测量,培养实验报告规范与处理能力。
c)作图作表与数据处理能力,基本实验的测试能力。
二、实验原理1.微波的传输特性．在微波波段，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波传输线．微波在波导种传输具有横电波(TE波)，．横磁波(TM波)和横电波与横磁波的混合波三种形式．矩形波导是较常用的传输线之一,它能传输各种波型的横电波(TE波)，横磁波(TM波)．微波实验中使用的标准矩形波导管，通常采用的传输波型是TE-1o 波．波寻中存在入射波和反射波，描述波寻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，也下是纯驻波，而是呈行驻波状态．2．微波频率的测量．微波的频率是表征微波倌号的一个重要物理量．频率的测量通常采用数字式频率计或吸收式频率计进行测量．下面主要介绍较常用的吸收式频率计计的工作原理．当调节频率计，使其目身空腔的固有频率与微波信号频率相同时，则产生谐振，此时通过连接在微波通路上的微安表或功率计可观察到信号幅度明显减小的现象．注意，应以减幅最大的位置作为判断画频率测量值的依据．3．微波功率的测量．微波功率是表征微波信号强弱的一个物理量．通常采用替代或比较的万法进行测量．也就是将微波功率借助于能量转换器转换成易于测量的低频或直流物理量．来实现微波功率的测量．实验室中通常采用吸收式微瓦功率计(如GX2A)．在功率计探头表面。
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。
近代微波测量思考题
近代微波测量思考题(1)1.微波测量用信号源应具备哪些性能特性?2.降低微波信号源的输出驻波系数主要采取哪几种技术或措施，并比较它们的主要优缺点?3.给出一种微波信号源自动电平控制（ALC）稳幅装置的原理方框图，并简要说明工作原理及采用该装置所带来的好处。
4.给出一种VCO锁相振荡源的原理方框图，并描述其工作原理。
5.Gunn氏管振荡器及雪崩二极管振荡器各有何特点？PIN管与普通二极管有何不同？6.比较变容管和YIG调谐各有何优点？7.微波扫频信号发生器主要由哪几部分组成？8.给出一种双锁相环频率合成器的原理方框图，并描述其工作原理。
9.试述直接频率合成和锁相频率合成基本原理及其特点。
10.与传统的调谐回路式信号发生器相比，频率合成式发生器有何突出的优点？直接合成和锁相合成相比，各有何优缺点？怎样才能将锁相频率提高到微波频段？近代微波测量思考题(2)11.时间“秒（s）”的定义是怎样规定的？12.石英晶体频率标准和铯原子频率标准适合作几级频率标准？还有哪些可以作为频率标准？13.频率测量方法是如何分类的？其意义是什么？14.试述计数式频率计的工作原理。
用计数式频率计测量高频和测量低频信号在结构上有何不同？15.请分别画出通过式、反应式和终端反射式微波谐振腔的谐振曲线（幅频特性）。
16. 画出周期性脉冲串及其频谱简图。
17. 试述谐波混频法扩展频率的基本原理。
18. 描述带通滤波器有哪些参数？它们是如何定义的？19. 请描述微波频谱分析仪的主要性能参数。
20. 频谱分析仪能够测量一些什么参数？21. 若被测信号源相位噪声不很小时，可用频谱仪测试其相位噪声。
请写出相位噪声的测试步骤和计算公式。
22. 给出测试信号源相位噪声鉴相器法的工作原理。
近代微波测量思考题(3)23. 在微波网络幅频特性测试时，通常对微波信号源进行方波调制。
请举例描述其作用和工作原理。
24. 描述微波功率的单位有哪些？它们有何关系？25. 定向耦合器主要由那些参数描述？这些参数是如何定义的？26. 若用平均微波功率计测试幅值较大的脉冲调制的正弦波功率，怎样添加一些必要的元器件和设备进行测试，请画出测试系统方框图，并给出测试步骤。
近代物理实验思考题答案
近代物理实验思考题答案一、夫兰克—赫兹实验 1解释曲线I p －V G2形成的原因答；充汞的夫兰克-赫兹管，其阴极K 被灯丝H 加热，发射电子。
电子在K 和栅极G 之间被加速电压KG U 加速而获得能量，并与汞原子碰撞，栅极与板极A 之间加反向拒斥电压GA U ，只有穿过栅极后仍有较大动能的电子，才能克服拒斥电场作用，到达板极形成板流A I 。
2实验中，取不同的减速电压V p 时，曲线I p －V G2应有何变化为什么答；减速电压增大时，在相同的条件下到达极板的电子所需的动能就越大，一些在较小的拒斥电压下能到达极板的电子在拒斥电压升高后就不能到达极板了。
总的来说到达极板的电子数减小，因此极板电流减小。
3实验中，取不同的灯丝电压V f 时，曲线I p －V G2应有何变化为什么答；灯丝电压变大导致灯丝实际功率变大，灯丝的温度升高，从而在其他参数不变得情况下，单位时间到达极板的电子数增加，从而极板电流增大。
灯丝电压不能过高或过低。
因为灯丝电压的高低，确定了阴极的工作温度，按照热电子发射的规律，影响阴极热电子的发射能力。
灯丝电位低，阴极的发射电子的能力减小，使得在碰撞区与汞原子相碰撞的电子减少，从而使板极A 所检测到的电流减小，给检测带来困难，从而致使A GK I U 曲线的分辨率下降；灯丝电压高，按照上面的分析，灯丝电压的提高能提高电流的分辨率。
但灯丝电压高, 致使阴极的热电子发射能力增加，同时电子的初速增大，引起逃逸电子增多，相邻峰、谷值的差值却减小了。
二、塞曼效应1、什么叫塞曼效应，磁场为何可使谱线分裂答；若光源放在足够强的磁场中时，原来的一条光谱线分裂成几条光谱线，分裂的谱线成分是偏振的，分裂的条数随能级的类别而不同。
后人称此现象为塞曼效应。
原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩。
总磁矩在磁场中受到力矩的作用而绕磁场方向旋进从而可以使谱线分离2、叙述各光学器件在实验中各起什么作用答；略3、如何判断F-P标准具已调好答；实验时当眼睛上下左右移动时候，圆环无吞吐现象时说明F-P 标准具的两反射面平行了。
【技术】微波复习题答案1
【关键字】技术微波技术与天线复习提纲（2010级）一、思考题1.什么是微波？微波有什么特点？答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHZ到3000GHZ，波长从到；微波的特点：似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。
2.试解释一下长线的物理概念，说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有哪些？一般是采用哪些物理量来描述？答：长线是指传输线的几何长度与工作波长相比拟的的传输线；以长线为基础的物理现象：传输线的反射和衰落；主要描述的物理量有：输入阻抗、反射系数、传输系数、和驻波系数。
3.微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么？它们有何区别和联系？答：微波技术、天线与电磁波传播史无线电技术的一个重要组成部分，它们共同的基础是电磁场理论，但三者研究的对象和目的有所不同。
微波技术主要研究阴道电磁波在微波传输系统中如何进行有效的传输，它希望电磁波按一定要求沿传输系统无辐射地传输；天线是将微波导行波变成向空间定向辐射的电磁波，或将空间的电磁波变成微波设备中的导行波；电波传播研究电波在空间的传播方式和特点。
4.试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长）答：传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z0，传输常数，相速及波长。
1)特征阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波电压与反射波电流比值的负值，其表达式为,它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关；2）传输常数是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数，其中，和分别称为衰减常数和相移常数，其一般的表达式为;3)传输线上电压、电流入射波（或反射波）的等相位面沿传播方向传播的速度称为相速，即；4）传输线上电磁波的波长与自由空间波长的关系。
5.传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系答：输入阻抗：传输线上任一点的阻抗Zin定义为该点的电压和电流之比，与导波系统的状态特性无关，反射系数：传输线上任意一点反射波电压与入射波电压的比值称为传输线在该点的反射系数，对于无耗传输线，它的表达式为驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比，也称为驻波系数。
2微波技术（思考题含答案）
微波物理实验单元复习思考题1．微波的波长和频率各在什么数值范围内？波长与频率如何换算？答：微波是频率范围：300GHZ —300MHZ ，波长范围1mm---1m 的电磁波。
波长与频率的换算：/(c f c f λλ=：波长，：光速，：频率）2．电磁波谱按照波长(或频率)的不同可以依次划分为哪些波段？答：电磁波按照波长可分为分米波，厘米波和毫米波三个波段。
3．与普通无线电通信所用的无线电波相比较，微波具有哪些突出的优点？ 答：和无线电相比，微波能穿透电离层，实现卫星通讯，宇宙通讯和射电天文学的研究。
4．什么是“负阻效应”？为什么会产生“负阻效应”？答：负阻效应就是随着电场的增加电流降低的现象。
产生“负阻效应”的机制：在常温低电场下，大部分电子处在迁移频率较高而有效质量较小的低能谷，当外加电场增大时，部分电子被激发到高能谷中去，那里电子迁移频率较小，有效质量较大，因此，低电场时导电率大，高电场时导电率低。
5．什么是“体效应管”微波振荡器？它产生微波振荡的物理机制是什么？如何调节“体效应管”微波振荡器输出微波信号的频率？答：体效应管”微波振荡器就是：利用体效应管产生周期性振荡的微波的装置（我也不知道）体效应管产生微波震荡的物理机制：在N 型砷化镓半导体材料上施加直流电压，刚开始，电流随着电压线性增长，一段时间后，当电压大于0E （0E 为负电阻效应的起始电压），由于负组效应电流随着电压的增大而减小。
但是，电压在体效应管上不是均匀分布，在电压负极端，由于半导体与金属电极接触，加上电子之间的排斥作用，该端的等效电阻较大，首先出现“负电阻效应”。
该端的电子速度减小，而前面的电子的速度较快，所以，这些速度小的电子被抛在后面，结果，在快电子和慢电子之间出现了电荷的不平衡，该区域呈正电性。
正电性和后面赶上来的电子之间形成偶极层，该区域的电场和外加电场的方向一致，导致电子的运动速度更慢，所以偶极层在向正极移动的同时将不断扩大。
微波的技术基础思考题
绪论什么是微波，微波有什么特点，微波有那些应用第一章1.传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。
微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。
传输线方程是传输线理论中的基本方程。
2.均匀无耗传输线方程为其解为其参量为，，，3.终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态：(1) 当时，传输线工作于行波状态。
线上只有入射波存在，电压电流振幅不变，相位沿传播方向滞后；沿线的阻抗均等于特性阻抗；电磁能量全部被负载吸收。
(2) 当、和时，传输线工作于驻波状态。
线上入射波和反射波的振幅相等，驻波的波腹为入射波的两倍，波节为零；电压波腹点的阻抗为无限大，电压波节点的阻抗为零，沿线其余各点的阻抗均为纯电抗；没有电磁能量的传输，只有电磁能量的交换。
(3) 当时，传输线工作于行驻波状态。
行驻波的波腹小于两倍入射波，波节不为零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻，电压波节点的阻抗为最小的纯电阻；电磁能量一部分被负载吸收，另一部分被负载反射回去。
4. 表征传输线上参量有反射系数，驻波比和输入阻抗间关系。
它们之间的关系为0000tan '1(')(')tan '1(')l in l Z jZ z z Z z Z Z Z jZ z z ββ++Γ==+-Γ (2 )2 2 00()()()L L j j z j z j z L L L inin z e e e e Z z Z Z z Z ϕβϕββ'''----'Γ=Γ=Γ=Γ'-='+5． 阻抗圆图和导纳圆图是传输线进行阻抗计算和阻抗匹配的重要工具。
这部分主要是搞清楚圆图的组成原理，通过练习加深理解。
6.传输线阻抗匹配方法常用阻抗变换器和分支匹配器(单分支、双分支和三分支)第二章 常用微波传输线1. 本章主要讨论了矩形波导、圆波导、同轴线、其中矩形波导、圆波导和同轴线易采用场解法来分析其场分布和传输特性，特别是矩形导波系统TE10模的传输特性，包括截止波数，截止波长，波导波长、波阻抗、相速度等的分析与求解2. 各类传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件3. 了解波导的激励与耦合方法第三章 微波集成传输线1. 了解微波集成传输线的特点及分类2. 掌握带状线、微带线中传输的模式及其场分布，了解它们的主要传输特性，了解微带线的色散特性及其衰减3. 掌握耦合微带线中传输的模式及其场分布，了解耦合微带线的分析方法；奇偶模分析方法，了解特性阻抗与耦合松紧的关系第四章微波网络1.微波系统包括均匀传输线和微波元件两大部分。
微波测量复习题 (1)分析精选全文
可编辑修改精选全文完整版微波测量复习题1.表征微波信号的三个重要基本参数，简要阐述微波测量与低频电子电路测量的区别和联系。
（1）功率、频率、阻抗。
（2) ①低频电子电路的几何尺寸通常远小于工作波长，属于集中参数电路。
便于测量的电压电流和频率是基本测试量。
微波元器件的几何尺寸通常和工作波长相比拟，属于分布参数电路。
功率，频率和阻抗是基本测试量。
②非TEM波传输线系统中电压、电流的定义失去了唯一性，如单导体传输线波导－模式电压，模式电流。
而在TEM波传输线系统工作于主模且在行波条件下，行波电压V、电流I和传输功率P仍满足与低频电路相同关系式。
③它们在测量任务测量方法和测量仪器方面都有所不同。
2.测量的基本要素与之间互动关系被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境测量过程—基本要素之间的互动关系:1制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序）2选择测试仪器，组建测试系统。
3分析测量误差并显示测量出结果。
3.什么是测量环境，举例说明测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空间的一切物理和化学条件的总和。
比如温度、湿度、力场、电磁场、辐射、化学气雾和粉尘，霉菌以及有关电磁量（工作电压、源阻抗、负载阻抗、地磁场、雷电等）的数值、范围及其变化。
4.测量误差来源有哪些？（1）测量对象变化误差（对应测量基本要素）（2）仪器误差（3）理论误差和方法误差（4）人身误差（5）环境影响误差5.计量与测量的关系•计量的任务是确定测量结果的可靠性。
•计量是测量的基础和依据。
•没有计量，也谈不上测量。
•测量发展的客观需要才出现了计量。
•测量是计量应用的重要途径。
•没有测量，计量将失去价值6.微波信号源的主要性能指标与含义微波信号源就是产生微波信号的装置，又称为微波信号发生器。
主要性能指标：频率特性，输出特性，调制特性。
（1）频率特性--频率范围，频率的准确度和稳定度，频率分辨率，频率切换时间，频谱纯度。
（2）输出特性--输出电平，电磁兼容性，输出电平的稳定度、平坦度、准确度（3）调制特性--让微波信号的某个参数值随外加控制信号而改变*微波三极管的主要特征是利用静电控制原理控制交变电子流的大小，来实现信号产生和放大的功能。
微波测量试题及答案
习题一、填空题1、微波是指频率从的电磁波,其相应的波长从.2、常把微波划分为四个波段：、、、亚毫米波.3、、、是微波测量的三个基本参量.4、计量器具合格贴色；计量器具限用贴色.5、微波测量误差通常采用误差、误差和误差三种方法表示.6、在处理测量结果时,常有一些数字的位数多于所需的有效数字,对于这些多余的有效数字,应按""的法则进行处理.7、是由法定计量结构确定并证实测量器具是否完全满足规定要求而做的全部工作.8、是企业对不同用途和不同类别的计量器具实行"保证重点、兼顾普通、区别管理、全面监督"的管理办法.9、测量是测量被测信号幅度与频率的函数关系.常用仪器为.10、功率等参数用分贝〔dB〕表示的相对误差为：.11、微波频率计按其工作原理可分为两类：和.12、利用谐振式频率计测量频率时,按照其接入测量系统的方式可以如下两种接法：和.13、驻波测量所采用的主要仪器是.14、测量≤6的中小驻波比常用测量方法是.15、信号功率电平为100 mW ,换算成dBm.16、微波功率计按照测量原理大致可分为以下两种类型和.17、微波中小功率测量：一般采用或测量其功率.18、热电式功率计由微波功率探头和指示线路组成.功率计探头中的主要部件是.它的抗过荷能力差,易烧毁.19、微波频谱分析仪主要有扫频超外差式和射频调谐式两种,目前基本是都用.20、扫频测量系统一般包括三部分：、和微波稳幅扫频信号源.21、校准标准包括：开路器、、负载和直通件.22、矢量网络分析仪可快速、精确地测量被测件S参数的、和群延迟特性.答案：1、300MHz~3000GHz1m~0.1mm2、分米波、厘米波、毫米波3、频率、功率、驻波比4、绿合格证、蓝限用证5、绝对、相对、分贝6、小于5舍,大于5进,等于5时取偶数7、检定8、分类管理910、11.12、通过式接法、吸收式接法.13、测量线14、直接测量法15、+2016、吸收式微波功率计、通过式微波功率计17、热电式功率计、热敏电阻式功率计18、铋-锑热电偶膜片19、扫频超外差式20、微波测量装置和指示设备.21、短路器22、幅度、相位二、选择题1、一般企业的计量标准、列入强制检定的工作计量器具经检定或校准合格贴〔〕合格证.A、A类B、B类C、C类D、A、B、C都可以2、以下〔〕单位不是国际单位制〔SI〕的基本单位.A、坎德拉B、千克C、开尔文D、 dBm3、以下〔〕不是产生系统误差的主要原因A、测量时的实际温度、湿度与电源电压等环境条件与仪器要求的条件不一致B、测量人员估计读数时,习惯偏于某一方向或有滞后倾向等原因所引起的误差.C、测量仪器中零部件配合的不稳定或有摩擦,仪器内部器件产生噪声等D、测量仪器设计原理与制作上的缺陷.4、以下〔〕不是用测量线测量驻波比产生误差的原因.A、信号源输出幅度和频率不稳；B、晶体检波律为2；C、测量线本身反射过大；D、测量线探针结构不稳定.5、以下〔〕不是全双端口TRL校准标准.A、直通标准B、反射标准C、传输线标准D、阻抗6、调频谱仪频宽时,若其它设置为自动,下面哪些参数将不会自动调节到合适值.〔〕A、视频带宽B、分辨带宽C、电平D、扫描时间7、以下〔〕不是网络的反射参量.A、复阻抗B、插入损耗C、驻波比D、回波损耗8以下〔〕不是测量被测件相位失真A、线性相位偏移B、群延迟C、AM-PM变换D、回波损耗9、以下〔〕不是网络的传输参量.A、绝对输出功率B、增益压缩C、驻波比D、反向隔离10、网络分析仪校准不能修正以下〔〕项误差.A、连接器重复性误差B、方向性误差C、匹配误差D、串扰误差答案：A、D、C、B、D、C、、B、D、C、A三、判断题1、〔×〕无线电波就是微波.2、〔√〕微波电路参量是时间和空间的二元函数.3、〔×〕反射系数是标量.4、〔×〕在微波波段,电压、电流也具有唯一性意义.5、〔√〕为了保证量值的准确、可靠,用于微波测量的仪器都必须经计量检定,根据结果进行标识,才能借出使用.6、〔×〕用于工艺控制、质量检测中对计量数据有准确度要求的计量器具,贴A类标识.7、〔√〕测量时的实际温度、湿度与电源电压等环境条件与仪器要求的条件不一致而引入的误差是随机误差.8、〔√〕有效数字进行加减计算时,以小数点后有效数字位数最少的数据为准.9、〔√〕测量的误差值,包括绝对误差、相对误差、不确定度等,有效数字位数一般只需保留1位或2位即可.10、〔×〕信号发生器输出300MHz的信号,用频率计测得数据为299.00003MHz,频率准确度为-3.3×10-3.11、〔√〕在稳态情况下,电磁波的频率不随介质的性质而改变,而波长却与介质、传输线尺寸和波型有关.12、〔√〕吸收式频率计的调谐机构使谐振腔发生谐振,腔中的场最强,腔内损耗功率很大,相应的检波电流也达到最小值,这时读数得到频率值.13、〔√〕微波数字式频率计它具有直观、准确、使用方便、测量准确度高等优点、现在已得到广泛的应用.14、〔√〕衰减量与给定系统的源和负载的阻抗无关,其值唯一地表征了元件本身的性质.15、〔×〕一个随时间作周期变化的信号既可以用时域表示,也可以用频域表示,示波器观察的是信号的频谱,而频谱仪观察的是信号的波形.16、〔√〕扫频测量具有直观,快速的特点,易于获得宽频带内的频率特性曲线,便于调试.17、〔√〕信号源的稳幅反馈环路有两个作用：保持扫频输出的功率恒定不变；能有效地改善信号源匹配性能.18、〔√〕静电防护：防静电附件、部件必须提供至少1MΩ的与地隔离电阻.通常我们使用导电桌垫与防静电手腕结合.19、〔√〕射频矢量网络分析仪的发展特点：够用为原则,以降低成本.20、〔×〕使用网络分析仪测量时不需要校准.21、〔√〕测量校准是通过测量特性已知的标准来确定系统误差,然后在进行被测件测量时去除这些系统误差影响的过程.22、〔×〕单端口〔反射〕测量校准标准：开路器,短路器和直通标准23、〔√〕线性相位偏移测量被测件所产生的相位失真.24、〔√〕对数幅度格式：显示幅度信息,适合测量回波损耗、插入损耗和增益,单位dB或dBm25、〔√〕频谱分析仪可对调制信号、谐波失真、三阶交调、相位噪声等多种类型的信号进行频率、功率、带宽、调制等参数测量分析.26、〔×〕史密斯圆图上半部分的电抗为正,因此为容性区,下半部分的电抗为负,因此为感性区.27、〔√〕史密斯圆图的中心水平轴线代表纯电阻,水平轴的中心点代表系统阻抗；水平轴的最左边电阻为零,代表短路；水平轴的最右边电阻为无穷大,代表开路.28、〔√〕全双端口SOLT校准标准有开路器,短路器,负载和直通标准,适合所有S参数的测量.29、〔√〕线性相位偏移测量的优点：测量结果为相位数据,对于传输调制信号的器件更有用；提供一种比群延迟噪声低的测量方法.30、〔√〕分析仪将频域数据进行反傅里叶变换得到时域数据,响应值在分立的时间点出现,可以对被测件的特性或故障点进行分析.答案：1~5 ×√××√6~10 ×√√√×11~15 √√√√×16~20 √√√√×21~25 √×√√√26~30 ×√√√√四、简答题1、掌握微波测量技术的重要性.2、计量器具为什么要进行彩色标记管理.3、谐振式频率计工作原理4、简述用测量线测量驻波比的工作原理5、简述吸收式微波功率计工作原理6、简述用高频替代法测量微波衰减的工作原理.7、简述双口网络参量S11、S22、S12、S21的物理意义.8、简述网络分析仪的主要优点9、简述扫频超外差式频谱分析仪的工作原理10、设置频谱仪测量300MHz, ﹣20dBm信号的幅度和频率11、简述矢量网络分析仪的应用.12、简述频谱仪的典型应用.1、答：微波技术是近代科学技术发展的重大成就之一,微波技术在雷达、通信、航空、航天领域等各个方面应用广泛.但微波理论的正确与否,只有通过科学实验和生产实践才能加以检验.微波元器件、微波设备在其设计、试制、生产、检验、试验环节都需要利用微波仪器测量取得必要的数据.微波测量已作为一种常用的实验技术列入近代物理实验的内容.因此,掌握微波测量技术是十分必要的.2、答：彩色标志是国内国外普遍使用的对计量器具检定、使用和监督管理的一种有效方法、被检定计量器具粘贴鲜艳的彩色标识,醒目、直观.使用者可按标志明确该计量器具是否可使用或在某些范围内限制使用等规定要求.3、答：根据谐振腔的谐振选频原理可知,单模谐振腔的谐振频率决定于腔体尺寸,利用谐振结构〔常用活塞〕对谐振腔进行调谐,使之与待测微波信号发生谐振,就可以根据调谐时调谐结构的位置,判断腔内谐振的电磁波的频率.这就是谐振式频率计的基本原理.4、答：探针从槽中伸入传输系统,从中捡取微波信号的功率用以测量场强幅值沿线分布,探针的纵向位置可在游标尺或附加的测微计上读出.由于测量线中采用了晶体二极管进行检波,而晶体二极管又直线律检波和平方律检波,但一般为平方律检波.,因此对于平方律检波有其中Imax.5、答：——水负载、热电偶、热敏电阻等,将微波全部吸收转化为热能,然后想办法测量单位时间内产生的热量,根据热—功当量即可算出功率.6、答：替代法是测量微波衰减量的一种比较重要而又常用的方法.它是用已校准的标准衰减器替代待测元件的衰减量来进行的测量.在微波信号源和测量装置之间的适当部位接入一个已校准的标准衰减器为替代之用,测量时先不接入待测元件,将标准衰减器调整到适当的衰减量,使功率检测系统指示到某一基准电平；然后将待测元件接入, 同时相应地减小标准衰减器的衰减量,使检测系统的指示仍等于原来的基准电平.显然,待测元件的衰减量就等于标准衰减器的前后两次衰减值之差.即A1为未接入待测元件时标准衰减器的衰减量,A2为接入待测元件后标准衰减器的衰减量.7、答：S11= b1/a1=г1为端口2接匹配负载时,端口1的反射系数；•S22= b2/a2=г2为端口1接匹配负载时,端口2的反射系数；•S12= b1/a2为端口1接匹配负载,端口2至端口1的反向传输系数；•S21= b2/a1为端口2接匹配负载,端口1至端口2的正相传输系数.8、答：既能进行定频测量,也能进行扫频测量；•测量频带宽；测量量程宽；•测量准确度高；•显示形式多样；•可与计算机连接,组成自动网络分析仪,提高测量速率和精度.9、答：本地振荡器受锯齿波扫描电压调制,当扫频振荡器的频率fL在一定范围内自动扫动时,输入信号中的各个频率分量fx 在混频器中产生差频信号fIF依次落入中频放大器的通带内〔这个通带是固定的〕,获得中频增益,经检波后加到Y放大器,使亮点在屏幕上的垂直偏移正比于该频率分量的幅值.由于扫描电压在调制扫频振荡器的同时,又驱动X放大器,从而可以在屏幕上显示出被测信号的线状频谱图.10 、答：操作步骤：按[复位],按[频率],﹝中心频率﹞键入300MHz,按[频宽] ﹞键入20MHz,按[扫描]键,选择﹝扫描时间自动手动﹞,按[频标],按[峰值搜索],按[频标→]﹝频标→参考﹞,在频谱仪上直接读出信号的频率和功率值.11、答：矢量网络分析仪可快速、精确地测量被测件S参数的幅度、相位和群延迟特性,可广泛应用于元器件、雷达、航天、电子干扰与对抗、通信等军工、民用领域.12、答：频谱分析仪可对调制信号、谐波失真、三阶交调、激励响应、相位噪声等多种类型的信号进行频率、功率、带宽、调制等参数测量分析.可应用于通信、雷达、频谱管理、信号监测、信息安全等测试领域,以与用于电子元器件、部件和设备的科研、生产、测试、试验、计量等方面.五、作图和计算题：1、画出矩形脉冲调制的微波信号的频谱〔定性〕2、画出扫频超外差式频谱分析仪的原理方框图3、画出理想正弦波的波形和频谱.4、在50Ω系统中功率电平为13 dBm,换算成多少dBu？换算成多少V？5、在50Ω系统中功率电平为10 dBm,换算成多少dBu？换算成多少W？6、10MHz晶体振荡器准确度为±1×10-6,用频率计测量它的频率时,以MHz为单位,测量数据应保留到小数点后第几位.1、2、3、波形频谱4、120dBu 1V5、117dBu 、 10mW6、答：第六位.。
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思考题11、微波测量系统通常由哪几部分组成？三部分:1)信号源,2)测量装置,3)指示/显示设备2、微波信号分析（测量）的基本对象是哪两个？其他还有哪些?测量的基本对象是:1)频率2)功率3)信号电平4)频谱3、微波网络的反射参数、传输参数有哪些？他们怎样定义的？彼此间有何关系？4、何谓“三大误差”？各自的表现有何特点？怎样减小或消除？1)系统误差:由分析和测量的装置的不理想引起,不随时间变化,通过校准来消除2)随机误差:来源于仪器的噪声,开关重复性,连接器重复性,随机时间变化,单峰性,对称性,不能通过校准来消除,可以通过统计平均来减少3)漂移误差:校准后仪器或系统特性变化,由温度变化引起,可以通过进一步校准消除5、微波信号源怎样分类？振荡器与信号发生器有何不同？功率信号发生器属于前者还是后者？微波信号源按照设计性能和用途的不同进行分类,信号发生器的核心部分是微波振荡器,功率信号发生器属于信号发生器.6、普通三极管提高工作频率时受到哪些因素的限制？1)极间电子渡越时间效应2)极间电容及引线电感7、与灯塔管、金属陶瓷管之类的“静电控制式”三极管相比，反射速调管在原理上有何重大的突破？利用控制反射极的负电压正好使电子在反射场区内往返的渡越时间正好等于N=（n+3/4）个振荡周期，则腔体所获得的能量最大，振荡最强，输出功率达最大值。
（利用电子在渡越时间内与交变电磁场相互作用并交换能量以产生并维持微波振荡的电子管）。
8、反射速调管振荡器的f0什么决定？为什么说它是一种VCO?试问：（1）将它作为点频源来使用时；（2）将其作为窄带扫频源使用时，怎样选择振荡区、调制电压的波形和幅度以及反射极电压——Er之值？f0主要由腔体的尺寸决定，速调管的频率大范围改变只要靠改变腔体的尺寸；反射极电压也可对f0作小范围调谐（一般只有数十兆赫），所以它是一种VCO。
对点频源来使用时，调制电压的波形应为方波，使电压方波的一个波顶正好处在所选定的工作频区的中央，而另一个波顶则落在两个相邻振荡频区之间的空党内。
Er=（n+3/4）9、Gunn氏管振荡器及雪崩二极管振荡器各有何特点？PIN管与普通二极管有何不同？怎样用它来进行调幅或电调衰减？耿氏二极管：作为连续波振荡器虽然效率较低，但是由可调谐波频率带宽，噪声低，频率适中等有点；雪崩二极管：能工作连续波和脉冲波状态，最大特点：能工作到很高的毫米波频段而且有相当大的功率输出，但比起耿氏管噪声较高，调谐范围较窄。
PIN管事一种特殊的二极管，在P区和N区中间有一层极薄的几乎为纯半导体的I区（本征区），当在两端加负压时，管子具有很大的电阻，同时具有低电容，低损耗和高耐压。
加正压时，管子变成很低电阻，其电阻值随正向偏流愈大而愈小，最低能小于1欧，而接近短路。
当管子零偏时，由于其阻值甚高，对通过它的传向负载的传输功率几乎不发生影响，即其实衰减接近于零；随着加入管子的正偏流不断加大，管子愈益接近短路；由它反射的功率愈大，通过它输出的功率便愈小，即传输衰减愈大。
10、微波信号发生器的主要性能指标是哪些？频率范围，频率准确度与稳定度，频率分辨率，频率切换时间，频谱纯度，载波的相对谐波含量，载波的相对分谐波含量，单边带相位噪声，输出电平（输出功率），功率稳定度、平坦度和准确度，功率稳定度，功率平坦度，功率准确度，扫频宽度，点频准确度（单频频率误差），扫频准确度，扫描时间，剩余调频，频标误差。
11、比较变容管和YIG调谐各有何优点？12、微波扫频信号发生器主要由哪几部分组成？扫频信号源、测量装置、检测指示设备。
13、微波测量信号源应具备哪些性能特性?14、降低微波信号源的输出驻波系数主要采取哪几种技术或措施，并比较它们的主要优缺点?15、给出一种VCO锁相振荡源的原理方框图，并描述其工作原理。
解:将被稳频的震荡器的一部分输出,与一个频率高度稳定的参考信号一同加到鉴相器,比较其相位,鉴相器输出的误差信号加到压控振荡器作为频率微调电压,构成一个封闭的自动控制环路.16、给出一种微波信号源自动电平控制（ALC）稳幅装置的原理方框图，并简要说明工作原理及采用该装置所带来的好处。
工作原理:将振荡器输出取出一部分,经检波后的电压,Vd加到差分放大器的一个输入端与另一个输出端所加到的稳定参考电压Vr相比较,把差分放大器的输出电流用来控制PIN调制器的衰减,以达到纠正幅度变动的目的，采用定向耦合器取样的另一个重要优点是能显著改善稳幅源输出端内德有效源反射系数.17、与传统的调谐回路式信号发生器相比，频率合成式发生器有何突出的优点？直接合成和锁相合成相比，各有何优缺点？怎样才能将锁相频率提高到微波频段？突出优点:可以以单一的标准频率源综合出各种不同的所需频率,这些频率都与该频率源具有同样的稳定度和准确度.直接式合成器具有工作稳定,可靠,改变频率迅速等优点,但是由于所需的混频器.滤波器等基本方块数量很多,所以整个设备体积重大,成本高,耗电多等缺点:加上出现寄生调制等干扰波的可能性较多及频率不易达到微波范围.锁相合成式线路复杂性以及体积,总量,耗电等方面比直接式均大有改进,杂波抑制较好并能用到微波频率范围.缺点是频率转换速度较慢,环路可能失锁等等.倍频锁相环输出频率的上限受到分频器所能直接计数的最高频率的限制.为了使F0能达到微波频率范围,在锁相环路中加入混频器,有时还需要选用除以N2分频器.F0=(F1+NFr)N2,最小步长级为N2Fr.18、试述直接频率合成和锁相频率合成基本原理及其特点。
直接频率合成基本原理是利用大量的混频器(加,减),倍频器和分频器等基本方块组合起来,对标准频率进行必要的算数操作,再加上必要的放大器和滤波器以分离并选择出所需要的频率信号.锁相式利用锁相环(PLL)以标准频率源来控制一个频率可变的压控振荡器(VCO),而出后者输出信号.19、试述谐波混频法扩展频率的基本原理。
思考题21、写出以下常用三种理想标准负载的反射系数值：（a）短路器；(b)开路器；(c)匹配负载。
2、插入损耗与衰减是否为同一概念，为什么?插入损耗指在传输系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗，它表示为该元件或器件插入前负载上所接收到的功率与插入后同一负载上所接收到的功率以分贝为单位的比值。
3、被测两端口网络置于完全匹配的测试系统中，耗散损失AD是否等于衰减A，为什么?4、频谱分析仪能够测量一些什么参数？可测量信号的频谱、幅度、频率5、网络分析仪如何分类？其基本构造有哪几部分？各部分的作用如何？6、矢量网络分析仪的校准方法主要有哪些？各方法特点如何？试述全二口校准方法。
7、说明线性网络和非线性网络的特性。
8、对线性网络来说，无线性失真传输必须满足哪两项标准？在所用频带内,器件或系统的幅度响应必须保持平坦。
这就意味着，在带内所有频率范围内信号衰减相同；在所用频带内，相位响应必须线性。
9、什么是插入相移？什么是群延迟？它们有什么作用？描述相位变化随着频率变化的快慢程度的量称为群延迟。
10、什么是放大器的1dB增益压缩点？简要说明其测量方法。
当放大器输入功率不断增加时，会出现输出功率与输入功率不再呈线性增长的现象。
这种现象称为放大器的饱和压缩或增益压缩。
当放大器的增益压缩到达1dB时的输入功率称为1dB 压缩点。
11、矢量网络分析仪时域测量功能有何应用？应用于测量天线系统驻波系数增益和方向图。
12、描述谐振腔的参数有哪些？固有品质因素，外观品质因素，有载品质因素。
13、谐振腔的Q值有哪几个？分别是怎样定义的？各Q值之间的关系如何？14、谐振腔的耦合方式有哪些？耦合系数K是如何定义的？耦合状态有哪几种？简述传输法和反射法测量谐振腔固有品质因数的方法。
15、分别写出通过式、终端反射式微波谐振腔固有品质因数Q0的测试方案，其中包括1）组建Q0值测试系统方框图；2）测试步骤和计算公式；3）主要测试误差源。
16、试述介电常数的定义。
可用几种方法来测量介质参数？介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，在相同的原电场中某一介质中的电容率与真空中的电容率的比值即为相对介电常数。
谐振腔微扰法，开式谐振腔法测量介质参数。
17、试述谐振腔法测量介质参数的方法。
可用一具体例子予以说明。
谐振腔法是将介质样品放入空腔谐振器中，根据放入前后其谐振频率和Q值的变化来测量介质参数。
18、简述信号噪声的基本概念。
19、什么是噪声系数？请描述测量噪声系数的方法。
噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位常用“dB”。
20、什么是相位噪声？如何测量？相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。
在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns有一个跳变沿。
但不幸的是，这种信号并不存在。
实际信号的信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。
这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。
21、什么是交调失真？什么是交调截点值？如何测量放大器的三阶交调？交调失真即交叉干扰调制所造成的一种谐波失真，即是当两个不同频率的谐波信号同时输入到有源器件时，其中一个信号对于另一个信号所产生的一种调制现象——使得另一个信号偏离了正弦波形状，即产生了失真——交调失真。
截点值是用来描述放大器或接收机整机的动态范围。
它是一个常数，不随输入信号的大小变化而变化。
22、请描述什么是频谱仪的分辨率带宽RBW和视频带宽VBW？频谱仪使用时它们应该如何选择？RBW实际上是频谱仪内部滤波器的带宽，（是中频滤波器的3dB带宽），设置它的大小，能决定是否能把两个相临很近的信号分开。
它的设置对测试结果是有影响的。
只有设置RBW 大于或等于工作带宽时，读数才准确，但是如果信号太弱，频谱仪则无法分辨信号，此时即使RBW大于工作带宽读数也会不准。
VBW是峰值检波后滤波器带宽，主要是使测试信号更加圆滑。
也是3dB带宽。
附加：1.时间“秒（S）”的定义是怎样规定的？解:秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间的跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间.2.频率测量方法是如何分类的？其意义是什么？按照测量装置中是包含由作为标准频率的振荡源,可以分为有源法和无源法两个大类,有源法最常用的方法是外差法和计数法.3.简述晶体频率标准和铯原子频率标准的的工作原理。
它们适合作几级频率标准？还有哪些可以作为频率标准？工作原理;将被测信号Fx的每周变为一个脉冲,在由它与计数器记出通过一个闸门的脉冲数目,闸门的开闭时间为标准频率及分频器控制的饿信号管理.测高频信号时将被测信号Fx的每周变为一个脉冲,闸门的开闭时间由标准频率分频器控制的信号控制,测低频信号时,将标准频率先倍频一下,再将每周变为一个脉冲,而闸门的开闭时间由标准频率及分频器控制的信号管理.。