2016四川大学电磁场与微波实验报告(模版二)
微波实验报告
实验题目：电磁场与微波实验仿真部分班级：姓名：学号：日期：目录实验一微带分支线匹配器 (1)一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)1.支节匹配器 (1)2. 微带线 (1)三、实验内容 (2)四、实验步骤 (2)五、仿真过程 (2)1、单支节匹配 (2)2、双支节匹配 (5)3.思考题 (9)五、结论与思考 (10)实验二微带多节阻抗变换器 (12)一、实验目的 (12)二、实验原理 (12)三、实验内容 (13)四、实验步骤 (13)五、实验过程 (14)1、纯电阻负载 (14)五、结论与思考 (24)实验三微带功分器 (26)一、实验目的 (26)二、实验原理 (26)1、散射矩阵 (26)2、功分器 (27)三、实验内容 (28)四、实验步骤 (28)五、实验过程 (28)1、计算功分器参数 (28)2、确定微带线尺寸 (29)3、绘制原理图 (29)4、仿真输出 (30)五、结论与思考 (34)附录：心得体会 (35)实验一 微带分支线匹配器一、实验目的1. 熟悉支节匹配器的匹配原理；2. 了解微带线的基本概念和元件模型；3. 掌握Smith 图解法设计微带线匹配网络。
二、实验原理1.支节匹配器随着工作频率的提高及响应波长的减小，分立元件的寄生参数效应就变得更加明显，当波长变得明显小于典型的电路元件长度时，分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。
因此，在频率高达一定数值以上时，在负载和传输线之间并联或串联分支短截线，代替分立的电抗元件，实现阻抗匹配网络。
常用的匹配电路有：支节匹配器，四分之一波长阻抗变换器，指数线匹配器等。
支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。
这类匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的，此电纳（或）电抗元件常用一终端短路或开路段构成。
图1.1 支节匹配器原理单支节匹配的基本思想是选择支节到阻抗的距离d ，使其在距负载d 处向主线看去的导纳Y 是0Y jB +形式。
电磁场与微波测量实验报告
电磁场与微波测量实验报告学院：电子工程学院班级： 2011211207组员：王龙-2013210998刘炜伦-2013210999黄斌斌-2013211000实验一电磁波反射和折射实验一、实验目的1.熟悉S426型分光仪的使用方法2.掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法3.掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法二、实验设备与仪器S426型分光仪，金属板，玻璃板三、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
四、实验内容与步骤（一）金属板全反射实验1.熟悉分光仪的结构和调整方法。
2.连接仪器，调整系统。
图1 反射实验仪器的布置如图1所示，仪器连接时，两喇叭口面应相互正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90刻度处，将支座放在工作平台上，并利用平台上的定位销和刻线对正支座，拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。
3.测量入射角和反射角反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。
而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应90度的一对刻线一致。
这是小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。
转动小平台，使固定臂指针指在某一角度处，这角度读书就是入射角，然后转动活动臂在表头上找到一最大指示，此时活动臂上的指针所指的刻度就是反射角。
如果此时表头指示太大或太小，应调整衰减器或晶体检波器，使表头指示接近满量程。
做此项实验，入射角最好取30°至65°之间，因为入射角太大或太小接收喇叭有可能直接接收入射波。
做这项实验时应注意系统的调整和周围环境的影响（二）玻璃板上的反射和折射实验步骤1、2如金属板全反射实验步骤1、2所示3、（1）测总能量：将两喇叭口正对，通过可变衰减器调整微波幅度的大小（通过电流大小来反映），尽量使其接近满偏，读出电流表读数，记录下来（2）测玻璃板反射的能量：反射玻璃板放到支座上时，应使玻璃板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。
电磁场与微波技术实验报告.
电磁场与微波技术实验报告班级：学号：姓名：目录目录 (2)实验2 微带分支线匹配器 (3)一、实验目的： (3)二、实验原理 (3)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (3)实验三四分之一波长阻抗变换器 (15)实验目的 (15)实验原理 (15)单节4λ阻抗变换器 (16)多节4λ阻抗变换器 (16)实验内容 (17)实验步骤 (18)实验4 低通滤波器 (31)实验目的 (31)实验原理 (31)低通原型滤波电路 (32)Richards变换 (32)Kuroda变换 (33)实验内容 (33)实验步骤 (33)总结 (41)完成任务 (41)问题及解决 (41)心得与体会 (41)实验2 微带分支线匹配器一、实验目的：1．熟悉支节匹配器的匹配原理2. 了解微带线的工作原理和实际应用3．掌握Smith图解法设计微带线匹配网络二、实验原理支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。
单支节匹配器，调谐时主要有两个可调参量：距离d和由并联开路或短路短截线提供的电纳。
匹配的基本思想是选择d，使其在距离负载d处向主线看去的导纳Y是Y0+jB 形式。
然后，此短截线的电纳选择为-jB，根据该电纳值确定分支短截线的长度，这样就达到匹配条件。
双支节匹配器，通过增加一支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配（但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。
三、实验内容已知：输入阻抗Zin=75欧负载阻抗Zl=（64+j35）欧特性阻抗Z0=75欧介质基片εr=2.55，H=1mm假定负载在2G赫兹时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1=四分之一波长，两分支线之间的距离为d2=八分之一波长。
画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz 的变化四、实验步骤（一）：单支节匹配在史密斯圆图上找到等反射系数圆和g=1圆的交点，有两个点与其匹配。
电磁场与微波测量实验报告 微波 实验六 用谐振腔微扰法测量介电常数
北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告实验六用谐振腔微扰法测量介电常数微波技术中广泛使用各种微波材料，其中包括电介质和铁氧体材料。
微波介质材料的介电特性的测量，对于研究材料的微波特性和制作微波器件，获得材料的结构信息以促进新材料的研制，以及促进现代尖端技术(吸收材料和微波遥感)等都有重要意义。
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。
选择TE10n ，(n 为奇数)的谐振腔，将样品置于谐振腔内微波电场最强而磁场最弱处，即x ＝α／2，z ＝l ／2处，且样品棒的轴向与y 轴平行，如图2所示。
假设：1．样品棒的横向尺寸d(圆形的直径或正方形的边长)与棒长九相比小得多(一般d ／h<1／10)，y 方向的退磁场可以忽略。
2．介质棒样品体积Vs 远小于谐振腔体积V0，则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，因此可以把样品看成一个微扰，则样品中的电场与外电场相等。
电磁场与电磁波第二次实验报告
北京邮电大学电磁场与微波测量学院：电子工程学院班级：2013211212姓名：学号：实验四迈克尔逊干涉实验一、实验目的1、通过实验观察迈克尔逊干涉现象。
2、掌握利用迈克尔逊干涉测量平面波长的方法。
二、实验设备DH926B型微波分光仪、三厘米固态振荡器、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、反射板、半透射玻璃板三、实验原理如图5.1所示，在平面电磁波前进的方向放置一块与传播方向成450夹角的半透射板（实验中用玻璃板），由于该板的作用，将入射的电磁波分成为两束，一束穿透玻璃板继续前进，向反射板B方向传播，另外一束被玻璃板反射后，向反射板A方可移动反射板B的波，被反射板B反射后，又到达玻璃板，其中一部分被玻璃板反射后到达接收喇叭；而到达反射板A的波，被反射板A反射后，又到达玻璃板，其中一部分穿过玻璃板也到达接收喇叭，因此接收喇叭接收到的是这两束电磁波的和，当两束电磁波的传播路程相同，或相差波长的整数倍时，接收喇叭接收的信号最强，当他们传播的路程相差为半个波长的奇数倍时，接收喇叭接收到的信号最弱。
通过移动反射板B，可以改变这两束电磁波的传播路程，使得接收喇叭接收到的信号由弱变强，或由强变弱，测得两个相邻最强或最弱时反射板所移动的距离L，就可以得到电磁波的波长，即=2L。
实验中直接观察电压表的读数，为当表头指的距离，由此距示从一次极小变到又一次极小时，则B处的反射板就移动了2离就可求得平面波的波长。
四、实验内容及步骤1、如图5.2，连接仪器。
2、使两喇叭口面互成900。
3、半透射板与两喇叭轴线互成450。
4、将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上，再插上反射扳，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线一致，可移反射板的法钱与发射喇叭轴线一致。
5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示合适值。
图5.2 迈克尔逊干涉实验系统6、将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋转读数机构上的手柄使反射板移动，从表头上测出（n ＋1）个极小值，并同时从读数机构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L ，则波长nL2=λ。
电磁场与微波测量实验实验二
电磁场与微波测量实验实验报告实验二单缝衍射实验专业：电子科学与技术班级：组成员：执笔人：实验二.单缝衍射实验一、 实验目的掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响二、 实验设备与仪器S426型分光仪三、 实验原理当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。
在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为αλ1-=Sinφ ，其中λ是波长，a 是狭缝宽度。
两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：⎪⎭⎫⎝⎛∙=-αλ231Sin φ (如左图所示)四、 实验内容与步骤仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变20读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
具体步骤：1、 连接好系统，开启信号源。
2、 将单缝衍射板的缝宽a 调整为70mm 左右，将其安放在支座上，衍射板的边线与刻度盘上两个90°对齐；转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
3、 依次微调发射喇叭、衍射板、接收喇叭，使衍射强度分布的中央极大位于0°；调节发射和接收衰减器，使中央极大值的信号电平处于80—90μΑ；在±500的范围内转动接收天线，观察衍射强度分布，认为分布合理后开始测量。
电磁场与微波实验实验
λg/mm
41.6
38.9
39.5
40
λg/mm 均值
40.0
λ0/mm
30.1
6. 用直接发测量计算电压驻波比（实际测量时，读取的是电压值）
1
2
3
4
Vmax/mV
210
208
200
200
Vmin/mV
50
48
50
40
ρ
2.09
7. 按照实验原理测量计算 lmin，并求出归一化阻抗值和实际阻抗值。
DT DA l������������������ 电长度
ρ
=
Emax ������min
=
√������������mmainx
在电压驻波系数1 < ρ < 1.5时，可以测量几个节点，取平均值。
ρ = √������m������amxi1n1++������m������maxin22++⋯⋯+������m������minanxn
当驻波系数1.5 < ρ < 5，直接读出������max和������min即可。 3. 测量阻抗
2. 预热信号源。设置信号源。载波设置：频率 10GHz，功率 15dBm；调制方式设置：AM，1KHz 方 波调制，调制深度>90%。
3. 预热选频放大器。
4. 插入驻波测量线探针，将探针移到两个波节点的中点，调节谐振回路使测量放大器指示最大。
5. 将波导测量线插入终端短路，用两点法测量导波波长
1
99.25 107.60 8.35 0.208
归一化阻抗
1.54 − 0.7i
实际阻抗
77 − 35i
电磁场与微波技术实验心得（优秀范文五篇）
电磁场与微波技术实验心得（优秀范文五篇）第一篇：电磁场与微波技术实验心得电磁场与微波技术实验报告我们班连续观摩了三个《电磁场与微波技术》课程的实验，通过观看视频，老师讲解和演示，以及自己的一些操作，使我们加深了对这三个实验的一些了解。
实验一、电磁波极化在这个实验我们主要了解电磁波极化、天线极化的概念；了解电磁波的分解与合成原理；了解圆极化波产生的基本原理。
这个实验主要用到的仪器是微波分光仪，里面包含支座、分度转台、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、视频电缆及微安表、读书机构、栅网组件、三厘米信号源、分光介质板。
实验内容：首先连接好实验仪器，三厘米固态信号源工作在等幅状态，按下电压按键使三位半数字表显示电压的示数，信号源的输出端通过同轴线连接到微波分光仪，此时的电信号通过同轴转波导经过隔离器、可变衰减器到达辐射天线的辐射喇叭（Pr0），辐射喇叭辐射出的波经过栅网组件的反射和吸收到达接收喇叭（Pr3），经由晶体检波器，通过同轴线与微安表相连。
垂直栅网（Pr1）与辐射喇叭在同一条水平线上，通过长铝质支柱固定在基座上；水平栅网（Pr2）正对着辐射喇叭，并与垂直栅网成直角，通过读数机构和短铝质支柱固定在基座上。
接收喇叭与辐射喇叭成45º角。
然后开始实验，打开信号源开关，这时转动接收喇叭Pr3，当Pr3喇叭E面与垂直栅网平行时收到E⊥波，经几次调整辐射喇叭Pr0的转角使Pr3接收到的｜E∥｜=｜E⊥｜，实现圆极化的幅度相等要求。
然后接收喇叭Pr3在E∥和E⊥之间转动，将出现任意转角下的｜Eα｜≤｜E∥｜（或E⊥）。
这时改变Pr2水平栅网位置，使Pr3接收的波具有｜Eα｜=｜E∥｜=｜E⊥｜，从而实现了E∥和E⊥两个波的相位差为±90º，得到圆极化波。
实验心得：通过老师的细心讲解以及在老师的指导下，我们进行了一些简单的操作，熟悉了实验仪器的名称，以及一些仪器的作用以及工作原理，如三厘米信号源, 它是一种使用体效应管作振荡源的微波信号源，能输出等幅信号及方波调制信号。
电磁场与微波技术znjn完整版
电磁场与微波技术z n j n Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】——电磁场与微波技术实验报告班级：06姓名：张妮竞男学号：84序号： 31#日期：2014年5月31日邮箱实验二：分支线匹配器一、实验目的1、掌握支节匹配器的工作原理2、掌握微带线的基本概念和元件模型3、掌握微带分支线匹配器的设计与仿真二、实验原理1、支节匹配器随着工作频率的提高及相应波长的减小，分立元件的寄生参数效应就变得更加明显，当波长变得明显小于典型的电路元件长度时，分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。
因此，在频率高达以上时，在负载和传输线之间并联或串联分支短截线，代替分立的电抗元件，实现阻抗匹配网络。
常用的匹配电路有：支节匹配器，四分之一波长阻抗变换器，指数线匹配器等。
支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。
这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳（或串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。
此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。
2、微带线从微波制造的观点看，这种调谐电路是方便的，因为不需要集总元件，而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。
微带线由于其结构小巧，可用印刷的方法做成平面电路，易于与其它无源和有源微波器件集成等特点，被广泛应用于实际微波电路中。
W为微带线导体带条的宽度；εr为介质的相对介电常数；T为导体带条厚度；H为介质层厚度，通常H远大于T。
L为微带线的长度。
微带线的严格场解是由混合TM-TE波组成，然而，在绝大多数实际应用中，介质基片非常薄（H<<λ），其场是准TEM波，因此可以用传输线理论分析微带线。
微带线的特性阻抗与其等效介电常数εr、基片厚度H和导体宽度W有关，计算公式较为复杂，故利用txline来计算。
微带线元件模型3、元器件库里包括有：MLIN：标准微带线MLEF：终端开路微带线MLSC：终端短路微带线MSUB：微带线衬底材料MSTEP：宽度阶梯变换MTEE：T型接头MBENDA：折弯微带线的不均匀性上述模型中，终端开路微带线MLEF、宽度阶梯变换MSTEP、T型接头MTEE 和折弯MBENDA，是针对微带线的不军训性而专门引入的。
电磁场与电磁波实验报告2
电磁场与电磁波实验报告-2电磁场与电磁波实验报告实验一 电磁场参量的测量一、 实验目的1、 在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性互相垂直。
2、 熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长λ，并确定电磁波的相位常数β和波速υ。
二、 实验原理两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。
本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间内电磁波波长λ的值，再由 λπβ2=，βωλν==f得到电磁波的主要参量：β和ν等。
本实验采取了如下的实验装置设入射波为φj i i e E E -=0，当入射波以入射角1θ向介质板斜投射时，则在分界面上产生反射波r E 和折射波t E 。
设介质板的反射系数为R ，由空气进入介质板的折射系数为0T ，由介质板进入空气的折射系数为c T ，另外，可动板2r P 和固定板1r P 都是金属板，其电场反射系数都为-1。
在一次近似的条件下，接收喇叭处的相干波分别为1001Φ--=j i c r e E T RT E ，2002Φ--=j i c r e E T RT E这里 ()13112r r r L L L ββφ=+=；()()231322222L L L L L L r r r r βββφ=+∆+=+=；其中12L L L -=∆。
又因为1L 为定值，2L 则随可动板位移而变化。
当2r P 移动L ∆值，使3r P 有零指示输出时，必有1r E 与2r E 反相。
故可采用改变2r P 的位置，使3r P 输出最大或零指示重复出现。
从而测出电磁波的波长λ和相位常数β。
下面用数学式来表达测定波长的关系式。
在3r P 处的相干波合成为()210021φφj j i c r r r e e E T RT E E E --+-=+=或写成 ()⎪⎭⎫⎝⎛+-∆Φ-=200212cos 2φφj i c r e E T RT E （1-2）式中L ∆=-=∆Φβφφ221为了测量准确，一般采用3r P 零指示法，即02cos =∆φ或 π)12(+=∆Φn ，n=0,1,2......这里n 表示相干波合成驻波场的波节点（0=r E ）数。
2016四川大学电磁场与微波实验报告(模版二)
V2 = 9.325*43.65 = 4.07*10^8 > c
V3 = 9.175*44.38 = 4.12*10^8 >c
V 均大于 C，满足理论值
实验二：阻抗匹配
一、 实验目的
1.了解基本的阻抗匹配理论及阻抗变换器的设计方法。 2.利用实验模组实际测量以了解匹配电路的特性。 3.学会使用软件进行相关电路的设计和仿真，分析结果。
2）利用测量线和可变短路器来测量波长 A.实验系统连接如图二。 B.调节信号源到指定频率，调节调整 E-H 面阻抗调配器，使选频器输出最大。 C.移动测量线探针，同时适当调整放大器的增益避免在最大输出位置时使选频 放大器的表头指针打表。来回移动测量线的探针，观察传输在终端短路情况下 全反射的驻波分布情况。 用“平均法”找出两个相邻的最小点位置 D1 和 D2，即：移动探针在驻波最小 点左右找出两个具有相同幅度（由选频放大器读出）的位置 d1 和 d2，然后取 其平均值，即为所需的最小点位置 D1，用相同的方法找出相邻的最小点 D2.
二、 实验设备
项次
设备名称
数量
备注
1 MOTECH RF2000 测量仪
1 套 亦可用网络分析仪
2 阻抗交换器模组
1 组 RF2KM2-1A
(mod-2A,mod-2B)
3 50ΩBNC 连接线
2 条 CA-1、CA-2
4 1MΩ BNC 连接线
2 条 CA-3、CA-4
5 MICROWAVE 软件
D.求出最小点位置 D1 和 D2
D1=（d1+d2）/2 D2=(d3+d4）/2
相邻两个最小点的距离即为半个波导波长。D1 和 D2 的位置在测量线上通过标 尺读出，如要精确测量的话，同轴测量线可通过附件微测器，波导测量线可通 过附件千分表读出。
电磁场实验报告
电磁场与微波技术实验实验报告书学院：电子信息学院专业：电子信息工程实验一：功率分接器一、实验目的：1、了解功分器的原理及基本设计方法。
2、用实验模组实际测量以了解功分器的特性。
3、学会使用MICROWAVE 软件对功分器设计及仿真，并分析结果。
二、实验仪器及器材：项次 设备名称 数量 备注1 MOTECH RF2000 测量仪 1套 亦可用网络分析仪2 功分器模组1A 、2A 2组 RF2KM4-1ARF2KM4-2A3 50Ω终端负载 1个 LOAD4 THRU 端子 1个 THRU （RF2KM ）5 50Ω BNC 连接线 2条 CA-1、CA-26 1M Ω BNC 连接线 2条 CA-3、CA-4 7MICROWAVE 软件1套 微波软件三、实验原理：功率分接器是三端口网络结构（3-port network ），如图所示。
信号输入端（Port-1）的功率为P1，而其他两个输出端（Port-2及Port-3）的功率分别为P2及P3。
由能量守恒定律可知P1=P2 + P3。
若P2=P3并以毫瓦分贝（dBm ）来表示三端功率间的关系，则可写成： P2(dBm) = P3(dBm) = P in (dBm) – 3dB功率衰减器方框图当然P2并不一定要等于P3，只是相等的情况在实际电路中最常用。
因此，功分器在大致上可分为等分型（P2=P3）及比例型（P2=K ·P3）两种类型。
四、实验步骤：(1) 将RF2000与PC 机通过RS232连接，接好RF2000的电源，开机。
启动SCOPE2000软件。
(2) 开始做电阻式功率分接器的S11参数测量。
将标号为“RF2KM4-1A ”的模块P1端接在RF2000的SWEEP/CW1 OUT 端子上，P2\P3接上50欧姆匹配负载。
接好模块后，过几秒钟后按“Band ”把频段打到300M-500M ，此时是电阻式功率分接器在300MHz-500MHz 时的S11的曲线图。
电磁场与微波实验报告
电磁场与微波实验报告电磁场与微波实验报告引言：电磁场是物质世界中一种重要的物理现象，它在我们的日常生活中无处不在。
微波则是一种特殊波长的电磁波，广泛应用于通信、烹饪等领域。
本次实验旨在通过探究电磁场与微波的关系，加深对电磁场的理解，并验证微波的特性。
实验目的：1. 了解电磁场的基本概念和特性；2. 探究电磁场与微波的关系；3. 验证微波的特性。
实验材料：1. 微波炉；2. 金属网格；3. 纸片；4. 木棒；5. 电磁场探测器。
实验步骤：1. 将纸片放置在微波炉的底部，然后打开微波炉并设定一定的时间；2. 观察纸片在微波炉中的变化，并记录下来；3. 在微波炉中放置金属网格，然后再次打开微波炉并设定一定的时间；4. 观察金属网格在微波炉中的变化，并记录下来；5. 使用木棒在微波炉中进行搅拌，并观察木棒的变化；6. 使用电磁场探测器测量微波炉中的电磁场强度，并记录下来。
实验结果与分析：1. 纸片在微波炉中变热、变焦；通过观察纸片在微波炉中的变化，我们可以看到纸片在微波炉中变得热乎乎的，并且在一定时间后出现了焦黑的现象。
这说明微波炉中的微波能够加热物体，使其发生物理变化。
2. 金属网格在微波炉中产生火花；当我们将金属网格放置在微波炉中时，观察到金属网格上出现了明亮的火花。
这是因为金属具有良好的导电性，当微波炉中的微波与金属网格相互作用时，产生了电流，从而导致了火花的产生。
3. 木棒在微波炉中没有明显变化；与纸片和金属网格不同，木棒在微波炉中并没有出现明显的变化。
这是因为木材是绝缘体，无法导电，微波无法对其产生明显的作用。
4. 微波炉中的电磁场强度较高；通过使用电磁场探测器测量微波炉中的电磁场强度，我们可以发现微波炉中的电磁场强度相当高。
这也是微波炉能够迅速加热食物的原因之一。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电磁场的基本概念和特性，并验证了微波的特性。
微波能够加热物体，使其发生物理变化；金属具有良好的导电性，当微波与金属相互作用时会产生火花；木材是绝缘体，无法导电，因此在微波炉中没有明显变化。
电磁场与微波实验实验
电磁场与微波实验实验电磁场与微波实验一（一）动画演示：电磁波在矩形波导、平行双线、同轴线中的传播特性（二）自由空间电磁波波长的测量和矩形波导截止特性的研究一．实验目的1. 了解电磁波综合测试仪的结构，掌握其工作原理。
2. 在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察与了解电磁波传播特性。
3. 熟悉并利用相干波原理，测量自由空间内电磁波波长，并确定相位常数。
4. 研究电磁波在矩形波导中的截止特性。
二．实验原理1. 自由空间电磁波波长测量两路等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内以相同或相反方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。
本实验利用相干波原理，使得接收喇叭处的两路电磁波分别为：Er1=T0??c??0ijΦ1，Er2=T0??c??0ijΦ2。
其中Φ1=KL1，Φ2=KL2。
通过移动一个活动金属板B，改变两路光线的光程差，看最后的合成光的强度变化。
当=??2(2??+1)时接受指示为0，则B0值。
一般测试4~5个接受零值，再求22πλ??出测量波长的平均值。
测量移动的距离即可获得自由空间电磁波波长λ值，再根据??=波的传播常数。
2. 矩形波导的截止特性研究得到电磁实验通过观察电磁波通过开缝金属板及开孔金属板的效果来研究矩形波导的截止特性。
将发射喇叭和接收喇叭调整到同一轴线上，在两个喇叭中间安装开缝金属板和开孔金属板，金属板的法线与喇叭轴线一致。
当发射喇叭的电磁波照射到开缝金属板时，开缝金属板对于电磁波来说，相当于多个矩形波导并列的口面。
设缝宽为a,相当于波导的宽边。
点磁场方向平行于缝隙。
根据矩形波导理论，当满足工作波长λ<2a时，波能通过缝隙传播；当λ>2a时，出现截止衰减，电磁波被反射。
a越小，截止衰减越明显，反射越大，同样，对于开孔金属板，当孔径a满足2>a时，不用极化方向的电磁波截止衰减，被反射。
实验中，分别观察不同尺不同方向的开缝金属板及开孔金属板对电磁波的反射与透射效果。
四川大学电磁场与微波技术实验
电磁场与微波技术实验任课老师：陈倩魏念东学生：笔墨东韵微波实验部分一、实验目的:1.了解波导系统的几种工作状态，掌握波导元件的使用方法。
2.掌握用驻波测量线测量波导波长的方法。
3.掌握微波频率的测量方法。
4.分析和计算波导波长及微波频率。
二、实验原理进行微波测量，首先必须正确安装与调整微波测量系统。
如图给出了实验室常用的微波测试系统。
1.测量线的调整测量线是微波系统的一种常用测量仪器，他在微博测量中用途很广，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。
由于耦合探针深入传入而引入不均匀性，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=CUn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；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， 此时测量线上载纯驻波，其相对电压按正弦律分布， 即：max 2sin g U d U πλ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭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2sin ng d I C πλ⎡⎤⎛⎫=⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 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。
四川大学电磁场与微波技术实验
电磁场与微波技术实验报告实验题目微波频率和波长的测量阻抗匹配实验分支线型耦合器实验滤波器实验任课教师张*老师实验时间2019年12月18日下午实验地点望江校区基础教学楼B522姓名学号陈**（20171414*****）吕**（20171414*****）柳**（20171414*****）林**（20171414*****）二0一九年·十二月目录实验一微波频率及波长测量 (1)一、实验目的 (1)二、实验仪器 (1)三、实验原理 (1)四、实验内容 (4)五、实验数据及结果分析 (5)六、实验心得 (6)实验二阻抗匹配实验 (7)一、实验目的 (7)二、实验内容 (7)三、实验仪器 (7)四、实验原理 (7)五、实验步骤及实验数据 (8)六、实验结果分析 (12)七、实验心得体会 (13)实验三分支线型耦合器 (14)一、实验目的 (14)二、实验内容 (14)三、实验仪器 (14)四、实验原理 (14)五、实验步骤及实验数据 (15)六、实验结果分析 (19)七、实验心得体会 (19)实验四滤波器实验 (20)一、实验目的 (20)二、实验内容 (20)三、实验仪器 (20)四、实验原理 (20)五、实验步骤及实验数据 (21)六、实验数据分析 (25)七、实验心得体会 (25)实验一微波频率及波长测量一、实验目的1、学会使用基本的测频仪器和信号发生器。
2、掌握基本的测量频率和波长的方法。
3、利用波导测试系统，使用吸收式频率计作频率测量电磁波频率；使用测量线来测量波长和频率。
二、实验仪器三、实验原理1、系统构成本实验接触到的基本仪器室驻波测量线系统，用于驻波中电磁场分布情况的测量。
如图1所示，该系统由以下十一个部分组成：图1. 系统构成1)微波信号源DH1121C型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。
电磁场与微波测量实验报告天线特性测试实验报告
电磁场与微波测量实验报告天线特性测试实验报告北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告1天线特性测试及分析本实验主要是学习天线理论、掌握天线方向图的概念以及学习天线方向图的测量方法。
以下是天线的概念及有关名词的解释。
一、天线的概念无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等。
二、天线的方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的2天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。
三、天线的增益增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。
增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离越远。
增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
电磁场与微波技术实验报告
电磁场与微波技术实验报告
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华北电力大学
实验报告
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实验名称仿真实验一：Smith圆图的仿真
课程名称电磁场与微波技术
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专业班级：学生姓名：
学号：成绩：
指导教师：实验日期：
验证性、综合性实验报告应含的主要内容：
一、实验目的及要求
二、所用仪器、设备
三、实验原理
四、实验方法与步骤
五、实验结果与数据处理
六、讨论与结论<对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题
等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见）b5E2RGbCAP
七、所附实验输出的结果或数据
设计性实验报告应含的主要内容：
一、设计要求
二、选择的方案
三、所用仪器、设备
四、实验方法与步骤
五、实验结果与数据处理
六、结论<依据“设计要求”）
七、所附实验输出的结果或数据
* 封面左侧印痕处装订
为半径的圆。
那么不同的反射系数出，这是一个直线方程，表明在复平面上等反射系数幅角线是由将。
我们把前面所讲的四种轨迹画在一张极坐标图上，
文件下的Sch1,在右侧空白处建立电路图，如下图所New Item>Analyses>Add linear Analysis。
申明：
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六、实验记录及分析
刻度值 mm 2.49 理论频率 频率 GHz 8.8 GHz 8.985 波节点位置 L1 mm 138.00 113.50 89.55 3.25 9.2 9.325 126.70 104.64 158.43 2.86 9.0 9.175 133.12 107.95 88.05 数据分析： 波导波长的计算λ = 2（L1-L2） 故波导速度 v = f*λ V1 = 8.985*47.12 = 4.23*10^8 > c V2 = 9.325*43.65 = 4.07*10^8 > c V3 = 9.175*44.38 = 4.12*10^8 >c V 均大于 C，满足理论值 L2 mm 113.50 89.55 67.25 103.31 126.53 138.24 110.76 85.90 65.89 波导波长 mm 49.00 47.90 44.60 46.78 43.78 40.38 44.72 44.10 44.32 44.38 43.65 平均值 mm 47.12
亦可用网络分析仪 RF2KM2-1A (mod-2A,mod-2B)
3 4 5
50ΩBNC 连接线 1MΩ BNC 连接线 MICROWAVE 软件
2条 2条 1套
CA-1、CA-2 CA-3、CA-4 微波设计软件
三、 理论分析
如图所示：输入信号经过传输以后，其输出功率与输入功率之间存在以下 关系，信号的输出功率直接决定于输入阻抗与输出阻抗之比。
五、实验数据与结果
π型 S11 曲线：
π型 S21 曲线：
T 型 S11 曲线：
T 型 S21 曲线：
实验三：功率衰减器
一、
实验目的
1.了解功率衰减器的原理及基本设计方法。 2. 利用实验模组实际测量以了解功率衰减器的特性。 3. 学会使用微波软件进行功率衰减器的设计和仿真，并分析结果。
二、 实验设备
k ratio of RL to Rs ( k = RL / Rs )
输出功率与阻抗比例关系图
推而广之，如图所示，当输入阻抗 ZS 与负载阻抗 ZL 间成为 ZS=ZL*的关系 时，满足广义阻抗匹配的条件。所以，阻抗匹配电路也可以称为阻抗变 换器。
Pout
Zs
Vs ZL
ZL
当 ZL功率衰减器的原理: 功率衰减器是双端口网络结构，如图所示:
Port-1 P1
Port-2 P2
信号输入端（Port-1）的功率为 P1，而输出端（Port-2）的功率为 P2。 若 P1、P2 以毫瓦分贝（dBm）来表示，如衰减器之功率衰减量为 AdB， 则两端功率间的关系为： P2(dBm) = P1(dBm) – AdB
五、调试过程
经过老师的讲解和学习，学到以下知识： 1、三厘米波导测量线是探测三厘米波段的波导中驻波分布情况的仪器。它通常 用来测量波导元件、波导系统的驻波系数、阻抗，还可以测量波导波长、相移 等多种参数，是一种通用的微波测量仪器。 2、通过外壳上红线对应的刻度数即可读取波长值 3、隔离器在此用来保护电路 4、衰减器通过调整吸收率来控制信号的强弱 5、建波器，可以通过调整水平面及垂直面的位置，找到选频放大器指针反应最 灵敏的点 6、选频放大器可以通过“增益”及“分贝”来控制对检测结果的放大结果，例 如如果指针在最小值的值距离 0 刻度较远，可以提高分贝以及增益进行调节。
四、实验步骤
1、将 RE2000 与 PC 机通过 RS232 连接，接好 RF2000 的电源，开机。启动 SCOPE2000 软件； 2、将标号为“RF2KM2-1A”的模块按图示的揭发接在 OUT 端子上。 3、接好模块后，过几秒钟后按“band”把频段打到 300M-500MHz 时的 S11 曲线，按 Band 可以在各频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线图。 4、模块标号为“RF2KM2-1A”,模块 P1 端接至 RF-2K SWEEP 端，P2 接至 RF-2K 的 RF-IN；
（b）П型异阻式：
10
Rs
A 10
( 1 ) Z1 Z 2 2
1
1 1 1 Rp 1 Z 1 1 Rs
1 1 1 Rp 2 Z 2 1 Rs
1
四、实验步骤
Rs Vs RL
Vout
VS Pout I RL RL ( RS RL ) 2
2
2
RL k RS Pout
V Pin S RS
2
k Pin (1 k ) 2
由图可知，当 RL=RS 时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。
1 Output Power 0.75 Pout( k) 0.5 0.25 0
1 1
10 10
Rs Zo
A
1 2 1 1
Rp 1 Rp 2 Zo
B.异阻式（Z1≠Z2） （a）T 型异阻式：
10
Rp
A 10
2
Z1Z 2 1 1 Rp 1 1 Rp 1
Rs 1 Z 1 Rs 2 Z 2
项次 设备名称 1 2 3 4 5 MOTECH RF2000 测量仪 功率衰减器模组 50Ω BNC 连接线 1MΩ BNC 连接线 MICROWAVE 软件 数量 1套 2组 (mod-3A,mod-3B) 2条 2条 1套 CA-1、CA-2 CA-3、CA-4 微波软件 备注 亦可用网络分析仪 RF2KM3-1A
实验课程：
电磁场与微波技术
实验题目：（一）频率和波长的测量 （二）阻抗匹配 功率衰减器 分支线型定向耦合器 小组成员：
班级：
通信 2 班
任课教师： 张弘 实验时间： 周六下午 实验地点： 基教 B522
实验一：频率和波长的测量
一、 实验目的：
1. 学会使用基本的测频仪器和信号发生器。 2.掌握基本的测量频率和波长的方法 3.利用波导测试系统，使用吸收式频率计作频率测量电磁波频率；使用测量 线来测量波长和频率。
即
AdB 10 log
P 2(mW ) P1(mW )
其设计方法依次说明如下: （一）固定型（Fixed Attenuator） 此型电路仅利用电阻来设计。按结构可分成 T 型 及П型, 如图 32(a)(b)所示。
RS1 Z Rp 1 2
1 2
RS2 Z
Z1
RS
Z2
Rp
Rp
图 3-2(a) [T 形]功率衰减器
3.YS3892 选频放大器 4.TC26A 三厘米波导测量线
四、实验内容
1）使用吸收式频率计作频率测量电磁波频率 系统的调试：将 YS1123 标准信号发生器（下称信号源）调到所需要的输出 频率，在测量线的输出端用功率计监视信号源的输出功率，一般约 5mW；仔细 调节 E、H 阻抗调配器，使指示功率达到最大；将信号源的工作方式置于“方 波”，重复频率置于 1000Hz，YS3892 选频放大器的放大选择置于 50dB 档， TC26A 测量线的输出端接上短路片（测量线附件）。然后来回移动测量线探头 的位置，观察选频放大器的指示情况。一旦选频放大器有指示，则再微调信号 源的重复频率或在选频放大器上进行频率微调，使选频放大器的指示为最大。 在完成信号源的重复频率和选频放大器频率保持一致的调节后，将选频放大 器接到晶体检波器的输出端，调节晶体检波器上三个调谐螺钉，使之指示最 大。然后用 PX16 频率计就可测出信号源的输出频率。 边旋转 PX16 频率计，边观察选频放大器的指示，当选频放大器指示最小 时，记录频率读书（两根红条间与竖线重合的标尺读数）。实验系统如图二。 2）利用测量线和可变短路器来测量波长 A.实验系统连接如图二。 B.调节信号源到指定频率，调节调整 E-H 面阻抗调配器，使选频器输出最大。 C.移动测量线探针，同时适当调整放大器的增益避免在最大输出位置时使选频 放大器的表头指针打表。来回移动测量线的探针，观察传输在终端短路情况下 全反射的驻波分布情况。 用“平均法”找出两个相邻的最小点位置 D1 和 D2，即：移动探针在驻波最小 点左右找出两个具有相同幅度（由选频放大器读出）的位置 d1 和 d2，然后取 其平均值，即为所需的最小点位置 D1，用相同的方法找出相邻的最小点 D2. D.求出最小点位置 D1 和 D2
1、将 RE2000 与 PC 机通过 RS232 连接，接好 RF2000 的电源，开机。启动 SCOPE2000 软件； 2、将标号为“RF2KM3-1A”的模块按图示的揭发接在 OUT 端子上。
3、接好模块后，过几秒钟后按“band”把频段打到 300M-500MHz 时的 S11 曲线，按 Band 可以在各频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线 图。 4、模块标号为“RF2KM3-1A”,模块 P1 端接至 RF-2K SWEEP 端，P2 接至 RF-2K 的 RF-IN； 5、同样，过几秒钟后把频段打到 300M-500M 软件界面，按 Band 可以在各 频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线图。 6、模块标号为“RF2KM3-1A”,模块 P3 端接至 RF-2K SWEEP 端，P4 接至 50 Ω匹配电阻； 7、同样，过几秒钟后把频段打到 300M-500M 软件界面，按 Band 可以在各 频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线图。 8、去掉 50Ω匹配负载，将 P4 端接到 RF-IN 端子。 9、同样，过几秒钟后把频段打到 300M-500M 软件界面，按 Band 可以在各 频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线图。
5、同样，过几秒钟后把频段打到 300M-500M 软件界面，按 Band 可以在各 频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线图。 6、模块标号为“RF2KM2-1A”,模块 P3 端接至 RF-2K SWEEP 端，P4 接至 50 Ω匹配电阻； 7、同样，过几秒钟后把频段打到 300M-500M 软件界面，按 Band 可以在各 频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线图。 8、去掉 50Ω匹配负载，将 P4 端接到 RF-IN 端子。 9、同样，过几秒钟后把频段打到 300M-500M 软件界面，按 Band 可以在各 频段之间切换，按 S11/S21 可切换 S11/S21 的曲线图。