北邮电磁场与电磁波测量实验报告6 驻波比 阻抗
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
北邮电磁场实验报告
北邮电磁场实验报告北邮电磁场实验报告引言：电磁场是物理学中非常重要的一个概念，它涉及到电荷、电流和磁性物质之间的相互作用。
为了更好地理解电磁场的特性和行为，我们进行了一系列的实验。
本报告将详细介绍我们在北邮进行的电磁场实验及其结果。
实验一：静电场与电势分布在这个实验中，我们使用了一对带电的金属板，通过改变金属板的电荷量和距离，观察了电势分布的变化。
实验结果显示，电势随距离的增加而逐渐降低，符合电势随距离平方反比的规律。
此外，我们还观察到电势在金属板附近的区域呈现出均匀分布的特点。
实验二：磁场与磁力线在这个实验中，我们使用了一根通电导线和一块磁铁，通过改变电流的方向和大小，观察了磁场的行为。
实验结果显示，磁铁产生的磁场呈现出环形磁力线的分布。
当通电导线与磁铁相互作用时，导线会受到磁力的作用，其受力方向与电流方向、磁场方向之间存在一定的关系。
实验三：电磁感应与法拉第电磁感应定律在这个实验中，我们使用了一根通电导线和一个线圈，通过改变导线中的电流和线圈的位置，观察了电磁感应现象。
实验结果显示，当导线中的电流改变时，线圈中会产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电流的大小与导线中电流变化的速率成正比。
此外，我们还观察到线圈中感应电流的方向与导线中电流变化的方向存在一定的关系。
实验四：电磁波的传播在这个实验中，我们使用了一个发射器和一个接收器，通过改变发射器的频率和接收器的位置，观察了电磁波的传播行为。
实验结果显示，电磁波以波动的形式传播，其传播速度与真空中的光速相同。
此外，我们还观察到电磁波的频率与波长之间存在一定的关系，即频率越高，波长越短。
结论：通过以上实验，我们对电磁场的特性和行为有了更深入的了解。
我们发现电磁场的行为符合一系列的规律和定律，如电势随距离平方反比、磁力线的环形分布、法拉第电磁感应定律等。
这些规律和定律为我们理解电磁场的本质和应用提供了重要的指导。
同时，我们也意识到电磁场在日常生活中的广泛应用，如电磁感应用于发电机、电磁波用于通信等。
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。
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-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。
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
北邮电磁场与电磁波实验总结概要
北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告班级：姓名：学号：第一部分实验建议实验已经做完，在这个过程中我收获很多，但我认为也有一些不足之处，提出以下建议。
1）希望增加部分器材，实验过程中很多东西不够用，大家要相互借用，有时要等到其他组做完，比较影响实验进度。
2）实验室太小，实验互相干扰严重，部分实验会有误差。
希望扩大场地。
第二部分从“用谐振腔微扰法测量介电常数实验”提出新实验——谐振腔体积对测量结果准确性的研究实验提出依据：该实验的提出是建立在对“用谐振腔微扰法测量介电常数”实验的研究基础之上，原实验中要求介质棒体积Vs 远小于谐振腔体积V0，此时可以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，从而可把样品看成一个微扰，则样品中的电场和外电场相等。
而原实验中的谐振腔体积是否真的满足这个条件呢，改变谐振腔的体积对测量结果的准确性有何影响呢？本实验将对此做进一步的探究。
一、 实验目的1． 了解谐振腔的基本知识。
2． 学习用谐振腔法测量介质特性的原理和方法。
3． 对实验结果做进一步的验证。
二、 实验原理本实验是采用反射式矩形谐振腔来测量微波介质特性的。
反射式谐振腔是把一段标准矩形波导管的一端加上带有耦合孔的金属板，另一端加上封闭的金属板，构成谐振腔，具有储能、选频等特性。
谐振条件：谐振腔发生谐振时，腔长必须是半个波导波长的整数倍，此时，电磁波在腔内连续反射，产生驻波。
谐振腔的有载品质因数QL 由下式确定：210f f f Q L -=式中：f0为腔的谐振频率，f1，f2分别为半功率点频率。
谐振腔的Q 值越高，谐振曲线越窄，因此Q 值的高低除了表示谐振腔效率的高低之外，还表示频率选择性的好坏。
如果在矩形谐振腔内插入一样品棒，样品在腔中电场作用下就会极化，并在极化的过程中产生能量损失，因此，谐振腔的谐振频率和品质因数将会变化。
图1 反射式谐振腔谐振曲线 图2 微找法TE10n 模式矩形腔示意图电介质在交变电场下，其介电常数ε为复数，ε和介电损耗正切tan δ可由下列关系式表示：εεε''-'=j ， εεδ'''=tan ，其中：ε，和ε，，分别表示ε的实部和虚部。
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。
北邮电磁场与电磁波实验报告材料
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指导老师：日期：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 (4)3、数据录入 (5)4、数据处理 (6)五、实验结果与分析 (6)1、磁场强度地理分布 (6)2、磁场强度统计分布 (8)3、建筑物的穿透损耗 (9)六、问题分析与解决 (9)1、测量误差分析 (9)2、场强分布的研究 (10)七、分工安排 (10)八、心得体会 (10)九、附录：数据处理过程 (12)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。
北邮-电磁场与电磁波实验报告-无线信号场强特性研究
电磁场与电磁波实验报告目录一、实验目的 (2)二、实验原理 (2)三、实验内容 (4)四、实验步骤 (5)（1）测量（数据采集） (5)（2）数据录入 (5)（3）数据处理 (5)五、实验数据整理及分析 (6)（1）阴影衰落的分布规律 (6)a)概率分布柱状图 (6)b)累积分布曲线 (9)c)具体分布参数 (12)（2）场强地理分布与拟合残差图 (13)（3）不同频率衰落的对比 (17)六、实验总结 (18)（1）分工安排 (18)（2）心得体会 (18)实验五校园内无线信号场强特性的研究一、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试方法，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。
对于接收者，只有处在发射信号覆盖的区域内，才能保证接收机正常接收信号，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。
决定覆盖区大小的因素主要有：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。
（1） 大尺度路径衰落在移动通信系统中，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：用于测量发射机和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： 0000()[][]()10log(/)()[]10log(/)r t r P d dBm P dBm PL d n d d P d dBm n d d =--=-其中，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(T-R)之间的距离。
北京邮电大学电磁场与电磁波实验报告《天线部分》
《电磁场与微波实验》——天线部分实验报告姓名：班级：序号：学号：实验一 网络分析仪测量振子天线输入阻抗一、实验目的1. 掌握网络分析仪校正方法；2. 学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法；3. 研究振子天线输入阻抗随振子电径变化的情况。
二、实验原理当双振子天线的一端变为一个无穷大导电平面后，就形成了单振子天线。
实际上当导电平面的径向距离大到0.2~0.3λ，就可以近似认为是无穷大导电平面。
这时可以采用镜像法来分析。
天线臂与其镜像构成一对称振子，则它在上半平面辐射场与自由空间对称振子的辐射场射相同。
由于使用坡印亭矢量法积分求其辐射功率只需对球面上半部分积分，故其辐射功率为等臂长等电流分布的对称振子的一半，其辐射电阻也为对称振子的一半。
当h<<λ时，可认为22)(40λπh R ≈。
由于天线到地面的单位长度电容比到对称振子另一个臂的单位长度电容大一倍，则天线的平均特征阻抗也为等臂长对称振子天线的一半，为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=1)2(ln 60a h W 。
三、实验步骤1. 设置仪表为频域模式的回损连接模式后，校正网络分析仪;2. 设置参数并加载被测天线，开始测量输入阻抗;3. 调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据；4. 更换不同电径（φ1，φ3，φ9）的天线，分析两个谐振点的阻抗变化情况;设置参数：BF=600，∆F=25，EF=2600，n=81。
校正图：测量图1mm天线的smith圆图：3mm天线的smith圆图：9mm天线的smith圆图：四、实验结果分析随着天线直径的增大，天线的阻抗特性变化越大，理想状态下天线的smith圆图应该是一个中心在正实轴某处的一个规则的圆，但实验结果发现9mm天线的smith圆图的阻抗特性非常不规则，随着频率的增高，其阻抗特性变化非线性，因此三种天线在频率比较低的时候阻抗特性较好，但随着频率的增大，直径越大的天线变化越剧烈。
五、心得体会实验后，我了解了什么叫做网络分析仪，网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器，可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
北邮电磁场实验_阻抗测量及匹配技术
北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验五阻抗测量及匹配技术学院：电子工程学院班级：2011211207组员：邹夫、马睿、李贝贝执笔：邹夫1.实验内容1.1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；4.掌握用网络分析仪测量阻抗及调匹配的方法。
1.2实验设备1.DH1121C型微波信号源2.DH364A00型3cm测量线3. 单螺钉调配器1.3实验装置示意图1.4实验步骤1.按原理图接好设备，开启信号源电源，使信号源工作于最佳方波、点频状态；2.移动测量线探针，测量两相邻的电压最小值之间的距离，以测出传输线中的波长，即波导波长；3.短路片安置在测量线的输出端上，并记下探针指示器标尺上对应于电压最小值位置的读书，即为“等效参考面”；4.测量线的终端移去短路片，并把被测器接在它的位置上；5.测量、得到驻波比；6.利用交叉读数法测出左侧第一个驻波节点位置，并计算出，应用公式就可以求出阻抗值；7.利用滑动单螺调配器调配晶体检波器，使驻波比小与1.05。
2.实验原理2.1阻抗参数由传输线理论可知，传输线的的输入阻抗与其终端负载阻抗关系为：设传输线上第一个电压驻波最小点离终端负载距离为，电压驻波最小点处的输入阻抗在数值上等于，即将及代入式中，整理得：所以，负载阻抗的测量实质上归结为电压驻波系数及驻波相位值的测量，当测量出，及后，就能由上式计算负载阻抗。
由于测量线的结构限制，直接测量终端负载端面到第一个驻波最小点的距离是比较困难的。
因此实际测量中常用“等效截面法”；首先将测量线终端短路，用测量线测得某一驻波节点位置，将次位置定位终端负载的等效位置。
然后去掉短路片，改接被测负载（本实验为开路），用测量线测得左边第一个驻波最小点的位置及，则2.2单螺钉调配器负载和传输系统的匹配，就是要消除负载的反射，实际上，调匹配的过程就是调节匹配负载器，使之产生一个反射波，其幅度和“失配元件”产生的反射波幅度相等，相位相反，从微波电路的角度，调配器起到了阻抗变换的作用。
北京邮电大学电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验报告无线信号场强特性的研究2013/5/13一、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、研究国家体育馆——鸟巢周围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、实验内容：利用DS1131场强仪，实地测量信号场强（单位:dBmW）。
1、研究具体现实环境下阴影衰落分布规律，以及具体的分布参数如何。
2、研究在国家体育馆鸟巢周围电波传播规律与现有模型的吻合程度，测试值与模型预测值的预测误差如何。
三、实验步骤：1、实验内容与研究对象的选择：我们想要研究学校外的建筑物的衰落现象，经过讨论，我们选择了国家体育馆鸟巢作为实验场所。
测量时，我们按照地图上逆时针方向沿着鸟巢边缘测量，具体路线见以下分布图：2、在选频方面，由于中央三套信号比较强，所以我们决定采用之，其图像信号的频率为487.25MHz，伴音信号的频率为493.75MHz，此时的波长约为0.616m，于是我们大约1m（也即2步左右）读取一个数据。
3、将测量得到的数据录入Excel表格，得到12个表格文件：即以每个入口之间测量段的字母来分类，如上图所示，共有：A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M等12个测量段。
文件截图如下：4、D文件里的数据截图：5、 数据处理过程：采集到的数据有512多组，需要对数据进行细致的处理以便得到明确的结论。
下图所示为数据处理的流程图。
四、 实验结果：1、 空间场强大小分析：图1是用Matlab 画的所有数据的大小起伏，虽然有大有小，但是难以确定空间场强的大小分布，所以再使用Mathematica 进行改进绘图，如图3、4：图1以下是图3是场强大小的图像分量空间分布图，扇形区域的半径表示大小。
图4是伴音信号大小的分布图，测量数据是按照六块区域划分的，具体划分图可以见图2；图2、所有数据研究区域划分图注：图中数字表示区域名，字母表示入口，命名方式如：AB入口，BC入口……图3、图像信号强弱的空间分布表3、图像信号强弱的空间分布根据上述结果，可以发现6区的图像信号最强，均值为-29dBmW，而3区最弱，为-40dBmW；我们组分析了原因，认为原因如下：1）6区附近比较开阔，所以信号受到的阻挡更小，衰减小，而2、3区附近面临闹市，所以受到干扰大；2）信号源在6区的方向，因为6区朝向信号源，所以6、1区的信号最强，而其他区域，由于信号要穿过鸟巢建筑有穿透损耗，因此衰减比较大。
北邮电磁场与电磁波实验心得体会范文总结范文
北邮电磁场与电磁波实验心得体会范文总结范文电磁场与微波测量实验总结学院：班级：姓名：学号：一、实验建议八周的电磁场与微波实验让我收获了很多知识与经验，也培养了我实验动手的能力，但与此同时我也发现了实验的一些不足之处，下面是我对部分实验的看法和建议：1、课程安排不太合理微波工程是上学期学的，大家还有比较深刻的印象，对实验原理理解的比较快，实验进行得也比较顺利。
但电磁场是大二学的，已经基本都遗忘了，预习起来比较吃力，理解得也要慢一些。
2、希望学校能加强对实验器材的管理实验中，我们很多次发现许多器件不足，需要各个组之间相互借用，有时还需要等到其他组做完才能继续实验。
这不利于同学们完成实验，而且对于实验室的器材维护也会产生不利的影响。
建议实验室以后加强对于实验器材的管理与维护，同时也加强同学们对实验器材的重视和爱护，共同努力，创造一个更好的实验环境。
3、实验互相干扰太严重由于实验室较小，各组之间的干扰比较严重，几乎每次写实验误差分析的时候都要写上这一点。
其实可以通过合理安排小组进行实验的时间或者扩大实验场地。
二、提出新的实验用微波分光仪测量玻璃厚度1、实验目的深入理解电磁波的反射、折射和叠加2、实验仪器S426型分光仪的改进设备3、实验原理发射波在玻璃表面反射一次，透过玻璃后经反射板反射一次。
当两次反射博得路径相差波长的整数倍的时候，接受喇叭收到的信号最强。
设玻璃厚度为某，可以动板与玻璃距离为d，θ1和θ2分别为入射角和折射角，v1和v2分别为空气中速度和玻璃中速度。
其中θ2可由计算得出，λ、d、θ1均可以测量得到。
为减小实验误差可选取多个入射角进行测量。
玻璃的折射率可参考以下数据。
4、实验内容及步骤（1）将反射板紧贴玻璃，记下此时刻度d1；（2）移动反射板，观察接收信号，当信号出现一次最大值时记下此时刻度d2；（3）继续移动发射板，再次出现最大值时记下刻度d3；（4）更换入射角度，重复以上步骤；（5）将数据填入表格并进行计算。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：崔宇鹏张俊鹏章翀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）图2 节点场强分布 图1 沿线驻波场分布图当驻波系数1.5<ρ<3之间时，可直接读出min max ,I I 即可。
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。
节点附近场的分布如图2所示。
)sin()(cos 22g gn W W k λπλπρ-= （2.4）式中k=测量点读数k min I /最小点读数min I ，n 为晶体检波律，一般n=2，W=`k k l l -，g λ为测量线上的波长即波导波长。
当k=2时 )(sin 112g W λπρ+= （2.5）称为二倍最小值法。
当ρ 较大时（ρ≥10），由于W 很小，sing W λπ 较小，， 故公式进一步简化为 W gπλρ≈ ，必须指出，W 与g λ 的测量精度对测量结果影响很大，以此必须用高精度的探针位置指示装置（如千分测微计）进行读数。
三、实验步骤1.直接法测量驻波系数（1）按上图所示的框图连接成微波实验系统。
（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）用选频放大器测测出波导测量线位于相邻波腹和波节点上的Umax 和Umin 。
（5）计算ρ。
2.等指示度法测量驻波系数（1）按上图连接好测量系统，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。
（3）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。
（4）用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，用两点法测量三个相邻波节点位置，计算g λ，通过此曲线求出实测波导波长并与理论值进行比较。
（本实验中g λ的大小和实验二相等）（6）将测量线终端换接调配器和晶体检波器，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Umin 。
（7）移动探针到驻波节点两边，直到指示器读数为2Imin ，读两个等指示度的探针位置l1和l2，W=|l1-l2|，根据)(sin 112g W λπρ+=算出驻波系数。
（8）测量不同负载的驻波比，整理数据，计算实验内容中要求的被测件的电压驻波系数。
四、实验结果1.直接法测量驻波系数实验数据如表1所示。
表1 直接法数据记录因此可以求得 ρ=√47+52+5937+44+491.7=1.122、等指示度法测量驻波系数实验数据如表2所示。
其中微波频率 g λ=51.45mm 由实验二计算得出表2 等指示度法数据记录因此可以求得：ρ=√1+1sin 2（πW g λ）=1.7√1+1sin 2（7.4π51.45）=1.7 2.94 五、思考题1.开口波导的ρ≠∞，为什么？如果想获得真正意义的开路，应采用什么办法？答：开口波导的驻波系数是由外界的电磁场分布影响，并不是理想的开路。
考口旁边的物体也会对驻波系数产生影响。
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：通过测量两个波腹之间的多个点，从而得到曲线，由于曲线有对称性，所以可以根据此估计逐波波节的位置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。
答：直接法测量步骤简单，但是只能在驻波比较小的情况下采用，且精度不高；等指示度法测量步骤较为复杂，但是适合较大驻波比的测量，同时精度较高；功率衰减法适合更高的驻波比下采用。
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：不能，信号源输出通过衰减器实现，调整输出功率时可能导致阻抗发生变化，从调谐状态变为失谐状态，引起实验误差。
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？答：改变单螺调配器的螺钉插入深度及沿槽的位置就相当于可调至任何所需的电抗。
加匹配负载可以用于模拟各种不同的负载状况，在不同负载下均可以进行实验。
六、实验总结本次实验利用相关的一系列仪器对微波的频率、驻波比进行测量，掌握了微波技术的基本知识和实验方法。
通过实验我们了解到微波传输系统的原理及组成，学会了微波的基本参数的测量方法，并加深了对频率计，测量线等一系列仪器的组成及使用方法。
对于各个参数如何去测量，需要用到哪些仪器，为什么要这样做，注意事项都有了深入的认识。
实验五 阻抗测量及匹配技术一、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 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、实验原理由传输线理论可知，传输线的输入阻抗Zin 与其终端负载ZL 关系为：ltg jZ l jtg L ββ++=1Z Z L in 设传输线上第一个电压驻波最小点离终端负载的距离为lmin ，电压驻波最小点处的输入阻抗在数值上等于1/ρ，将l=lmin 及Zin=1/ρ带入上式，整理得到：min min L 1Z l jtg l tg j βρβρ--=所以，负载阻抗的测量实质上归结为电压驻波系数及驻波相位的测量，当测量出驻波系数、波长、驻波相位后，就能求出负载阻抗。
实际测量常采用“等效截面法”，首先将测量线终端短路，此时用测量线测得某一驻波节点位置DT，将此位置定为终端负载的等效位置DT。
然后去掉短路片，改为负载，此时用测量线测得DT左边第一个驻波最小点的位置DA，则lmin=|DT-DA|单螺调配器即在波导宽屏深入一个金属螺钉，螺钉的作用是引入一个并联在传输线上的适当大小的电纳，当螺钉深入的较少时，相当于再波导传输线上并联了一个正的容性电纳，它的大小随着深度的增加而增加。
当深度达到谐振时，电纳将增大到无限大，继续增加深度，电纳值由正变为负，呈感性。
借助于导纳圆图很方便的求出螺钉的纵向位置L和电纳jb值。
四、实验步骤1.按原理图接好设备，开启信号源电源，使信号源工作于最佳方波、扫频状态。
2.移动测量线探针，测量相邻的电压最小值之间的距离，以测出传输线中的波长，即波导波长。
3.短路片安置在测量线的输出端上，并记下探针指示器标尺上对应于电压最小值位置的读数DT，即为“等效参考面”。
4.测量线的终端移去短路片，并把被测器接在它的位置上。
5.测量minU、得到驻波比。
max U6.利用交叉度数法测出DT左侧第一个驻波节点位置DA，并计算出Imin=|DT-DA|，应用公式minmin L 1Z l jtg l tg j βρβρ--=就可求出阻抗值。
7.利用滑动单螺调配晶体检波器，使驻波比小于1.05。
五、实验结果及分析1.阻抗测量实验数据记录如下表3所示。
表3 阻抗测量数据表由表格数据可得：ρ=√41191.7=1.572l min =|DT −DA |=147.0−130.1=16.9(mm)因此，Ω+=+⨯+==--42.0j 31.151.2j 572.151.2572.1j 1minmin L 1Z l jtg l tg j βρβρ 2.匹配调节 通过调节单螺调配器最终得到了近似匹配的效果，实验数据为：U max =33μV ，U min =27μV ，因此有ρ=√33271.7=1.15可见此时与匹配情况相差很小了。
六、思考题1.匹配元件应连接在测量系统中什么地方？为什么？答：应接在最右边。
因为匹配元件几乎能吸收全部入射功率，那么如果有元件连在后面就没有电流流过，不能正常工作。
2.通过实验，总结匹配技巧。
答：在调节匹配过程中，我们先移动测量线探针找到并记下波节点位置，然后继续调节测量线调到波腹点，此时调节调配器位置，驻波波腹点有所下降，波节点有所上升，直至波节点和波腹点相差不大时，调节螺钉深度，同时用测量线跟踪驻波大小，直至实现匹配。
3.在各项测量中，通常采用驻波图形的波节点为基准进行测量，是否可以采用波腹点做基准测量？为什么？答：可以采用波腹点做基准测量。
因为驻波的波节点与波腹点接连出现，相邻波节点与相邻波腹点之间距离相等，所以采用波节点和波腹点为基准想等价。
七、实验总结本周进行的阻抗测量及匹配技术实验中，我们了解阻抗调配原理及调配方法，熟悉单枝节匹配器的匹配原理，掌握Smith图解法设计微带线匹配网络，熟悉利用螺钉调配器匹配的方法。
在调节匹配负载时，刚开始没有掌握方法，调了很久都没有调好，最后通过请教老师和同学才得到正确的实验现象。
我们会更加坚持认真细心的对待实验，希望我们能在每一次实验中都得到进步。