微波技术基础实验
北理工5系微波技术基础实验报告
从实验数据可以看出， 增益压缩点在输入约为 2.5dBm 处， 1dB 则接收机的动态范围为： -75dBm～2.5dBm
六、 实验问题探讨
(1)详细描述图像传输系统中发射机/接受机的各个组成部分及其功能。 答:摄像头采集的信号送入调制器进行频率调制，在经过一次变频后，滤波，放大，通过天 线发射出去。经过空间传播，接受甜心将信号接收进来，在经过低噪放大，滤波，下变频到 480MHZ，再经中频滤波，滤去谐波和杂波，经视频解调器，解调后输出到显示器还原图像 信号。 (2)该发射机的输入功率、接收机增益与接受机灵敏度？ 答：输入为中心频率为 2.2GHz 的微波信号，测量信号强度为-60dBm，测量仪器与测试点间 传输线损耗为-2.3dB，接收机中频放大后信号为中心频率 480MHz 的中频信号，测试信号强 度 为 -39dBm ， 传 输 线 损 耗 为 -1dB( 用 了 另 一 个 传 输 线 ) 。 则 接 收 机 增 益 为 ： -39-(-60)+2.3+1=23.3dB 。 测试接收机灵敏度为-88dBm，输入信号最小为-85dBm,此时传输线损耗为-3dB。 (3)若在接收机的低噪声放大器前加入衰减器，会明显改变图像质量，而在中频放大器前加
北京理工大学 5 系《微波技术基础》实验报告
入波导中， 听过没一根金属棒伸进波导内部长度的变化改变反射波的幅度和相位， 可以将传 输线从终端短路状态调整到终端匹配状态。
三、 实验步骤
1、首先按图 1 所示将测量系统安装好，然后接通电源和测量仪器的有关开关，观察微 波信号源有误输出只是。若有知识，当改变衰减量或移动测量闲谈整的位置是，测量放大器 的表头指示会有起伏的裱花， 这说明系统意在工作了。 但这并不一定是最佳工作状态。 例如， 若是反射式速调管信号源的话还应把它调到输出功率最大的震荡模式， 凭借和调节信号源处 的短路活塞，以使能量更有效地传向负载。若有必要，还可以调节测量线探头座内的短路活 塞，以获得较高地灵敏度，或者调节测量线探针深入波导的程度，以便较好地拾取信号的能 量（注意，深入太多会影响波导内的场分布） 。对于其他微波信号源也应根据说明书调到最 佳状态。有时信号源无输出，但测量放大器也有一定指示。这可能是热噪声或其他杂散场的 影响；弱信号原有输出，但测量放贷的指示不稳定或者当测量线探针移动式，岂止是不便， 均属不正常情况，应检查原因，使之正常工作。系统正常工作时，可调节测量放大器的有关 旋钮或可变衰减器的衰减量（衰减量不能为零，否则会烧坏晶体二极管，最低调到 5） ，是 测量放大器的指示便于读数。 2、 波导中横向场分布测量。 将图 1 中横向场分布测量线检波器输出连接至测量放大器， 将横向电场探针一直波导宽边中心位置， 调整测量放大器灵敏度和可变衰减器是测量放大器 表头读书处于 50~80 范围内（注意：切不要使表头满刻度，满刻度时会使指示针变形） 。 波导中 TE10 模横向场分布为预先函数，移动横向场分布测量线中电场探针从波导宽边 中心至边缘等间距都 5 个测量放大器读书 3、测量波导波长。将图 1 中纵向场分布测量线检波器输出连接至测量放贷，调整测量 放大器灵敏度和可变衰减器是测量放贷表头读书处于 50~80 范围内 （注意： 切不要使表头满 刻度，满刻度时会使指示针变形） 。 测量g 时应将系统终端短路（将终端三螺调配器的每一根金属棒推出波导，此时利用 三螺调配器的终端短路片实现终端短路） ，则系统呈纯驻波状态（理论上） ，其波导中场强的 纵向幅度如图 3 所示。当测量线的探针处于 Z1 和 Z2 位置时，测量放大器的指示为最小（理 论上为零） ，此时从测量线的刻度上即可求出波导波长g =2|Z2-Z1|。在实际测量中，由于受 设备的精度、灵敏度的限制，以及其他因素的影响，很难精确的确定 Z2 和 Z1 的位置。为提 高测试精度，可采用“平均法”测定它们的位置，如图 3 所示。为了确定 Z1，使在 Z1 两侧 （尽量地靠近 Z1）d1 和 d2 处测量放大器有相同的指示数，则 Z1=（d1+d2）/2,同理可得 Z2= （d3+d4）/2.这比直接去测 Z1 和 Z2 要精确些。
微波技术实验报告
微波技术实验报告一、实验目的1.了解微波技术的基本原理；2.掌握微波技术的实验操作方法；3.学习使用微波仪器对电磁波进行测量和分析。
二、实验器材与材料1.微波台；2.微波发射源；3.微波接收天线；4.微波功率计；5.微波衰减器；6.信号发生器；7.示波器。
三、实验原理微波技术是指在频率范围为3x10^9Hz至3x10^11Hz的电磁波中进行的技术应用。
在实验中，我们将使用微波发射源和接收天线来产生和接收微波信号，使用微波功率计来测量微波的功率，同时利用微波衰减器来调整微波的功率级别。
信号发生器用于产生不同频率的信号，并通过示波器来观察和记录波形。
四、实验步骤与结果1.首先接通微波台的电源，并调节微波发射源的频率和功率级别；2.将接收天线与发射源对准，调整天线角度，使得信号强度最大；3.使用微波功率计测量微波的功率，并记录结果；4.调整微波衰减器的衰减值，观察微波发射源输出功率的变化，并记录衰减值和功率值的对应关系；5.使用信号发生器产生不同频率的信号，并通过示波器观察和记录波形。
实验结果如下：1.频率为2.4GHz时，微波发射源的功率为6dBm；2.衰减值为20dB时，微波功率为0dBm；3.衰减值为30dB时，微波功率为-10dBm；4.信号发生器产生的频率为2.5GHz时，示波器上显示的波形为正弦波。
五、实验分析与讨论实验结果表明，微波功率与衰减值存在线性关系，当衰减值增大时，微波功率随之减小。
这是因为微波衰减器通过在传输线中引入衰减器元件，使微波信号的幅度减小。
当信号发生器产生的频率与微波发射源的频率接近时，示波器上观察到的波形为正弦波，说明微波信号正常传输。
六、实验结论通过本次实验，我们了解了微波技术的基本原理，掌握了微波技术的实验操作方法，并学会了使用微波仪器对电磁波进行测量和分析。
实验结果验证了微波功率与衰减值的线性关系，同时观察到了信号发生器产生的频率与微波发射源频率接近时的正弦波形。
微波技术实验报告北邮
微波技术实验报告北邮一、实验目的本实验旨在使学生熟悉微波技术的基本理论，掌握微波器件的测量方法，并通过实际操作加深对微波信号传输、调制和解调等过程的理解。
通过实验，学生能够培养分析问题和解决问题的能力，为将来在微波通信领域的工作打下坚实的基础。
二、实验原理微波技术是利用波长在1毫米至1米之间的电磁波进行信息传输的技术。
微波具有较高的频率和较短的波长，因此能够实现高速数据传输。
在实验中，我们主要研究微波信号的产生、传输、调制和解调等基本过程。
三、实验设备1. 微波信号发生器：用于产生稳定的微波信号。
2. 微波传输线：用于传输微波信号。
3. 微波调制器：用于对微波信号进行调制，实现信号的传输。
4. 微波解调器：用于将调制后的信号还原为原始信号。
5. 微波测量仪器：包括功率计、频率计等，用于测量微波信号的参数。
四、实验内容1. 微波信号的产生与测量：通过微波信号发生器产生微波信号，并使用频率计测量信号的频率。
2. 微波信号的传输：利用微波传输线将信号从一个点传输到另一个点，并观察信号的衰减情况。
3. 微波信号的调制与解调：使用调制器对微波信号进行调制，然后通过解调器将调制后的信号还原。
4. 微波信号的传输特性分析：分析不同条件下微波信号的传输特性，如衰减、反射、折射等。
五、实验步骤1. 打开微波信号发生器，设置合适的频率和功率。
2. 将微波信号发生器的输出端连接到微波传输线的输入端。
3. 测量传输线上的信号强度，并记录数据。
4. 将调制器连接到传输线的输出端，对信号进行调制。
5. 将调制后的信号通过解调器还原，并测量解调后的信号参数。
6. 分析信号在不同传输条件下的特性，如衰减系数、反射率等。
六、实验结果通过本次实验，我们成功地产生了稳定的微波信号，并测量了其频率和功率。
在传输过程中，我们观察到了信号的衰减现象，并记录了不同传输条件下的信号强度。
通过调制和解调过程，我们验证了微波信号的可调制性和可解调性。
微波技术基础实验一
微波技术基础实验一本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March华中科技大学《微波技术基础》实验报告实验名称：矢量网络分析仪的使用及传输线的测量院（系）：电子信息与通信学院专业班级：姓名：学号：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AV36580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二、实验内容1. 矢量网络分析仪操作实验初步运用矢量网络分析仪AV36580，熟悉各按键功能和使用方法以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪AV36580测量微波电路的S 参数。
2. 微带传输线测量实验使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。
测量1/4波长传输线在不同负载情况下的频率、输入阻抗、驻波比、反射系数。
观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。
三、系统简图四、步骤简述实验一：矢量网络分析仪操作实验步骤一按【复位】调用误差校准后的系统状态步骤二选择测量参数设置频率范围：按【起始】【600】【M/μ】：设置起始频率600 MHz。
按【终止】【1800】【M/μ】：设置终止频率1800 MHz。
设置源功率：按鼠标点击菜单栏的激励，在下拉菜单功率，设置矢网合成源的功率大小，单位是dBm。
将功率电平设置为-10dBm。
步骤三连接待测件测量S参数①按照装置图连接待测器件；②测量待测器件的S参数：按【测量】选择正向传输测量S21。
按【光标】调出可移动光标，光标位置的读数位于屏幕右上角。
按【格式】[相位]：测量待测器件插入相位响应，即S21的相位。
按【格式】[对数幅度]：选择对数dB形式测量S21的幅值。
按【搜索】［最小值］：测量待测器件的正向插入损耗，读出此时光标的读数，为待测器件的最小正向插入损耗。
实验十五微波的技术实验
实验十五 微波技术实验【实验目的】1.学习微波基础知识和掌握微波基本测量技术；2.学习用微波作为观测手段来研究物理现象的基本原理和实验方法。
即包含“学微波”和“用微波”两个方面。
本实验重点要求掌握体效应振荡器的使用方法，了解微波测试系统的组成及调试方法，学会微波频率、驻波比、波导波长、微波功率、微波衰减等的测量，通过实验了解微波的产生和微波的波导传输知识。
【实验原理】见微波基本知识部分，请同学进行仔细的阅读后再进行试验，进行本实验之前，必须阅读相关的资料初步了解和熟悉下列问题：1.微波测试系统应由那几部分组成？2.清楚了解各微波器件的作用及工作原理。
3.理解体效应振荡器的基本工作原理。
4.学会选频放大器的正确使用。
5.怎样调节体效应振荡器的振荡频率？6.理解用吸收式频率计测量微波频率的原理和方法。
7.理解晶体检波器的功用和使用方法。
8.理解可变衰减器的功用和使用方法。
9.了解驻波测量线的工作原理和使用方法。
（学生可自己设计检测方案）【实验用微波信号源】——体效应管振荡器（微波固态源）在微波实验系统中，用体效应砷化镓二极管作微波振荡器。
下面将对它进行介绍。
1．效体应管的工作特性在n 型GaAs 半导体材料上施加直流偏压b V 后，起初电流随电压线性增长，但是当所加偏压使材料内的平均电场超过每厘米3KV 以上某个阈值电场T E （与T E 对应的外加电压V T 称为阈值电压）时，电流发生微波振荡。
实验证明这种电流振荡是由于“高电场偶极子畴”在阴极附近周期性地形成，并被阳极吸收这一过程造成的。
图1 n 型GaAs 导带结构示意图n 型GaAs 的导带结构示意图如图1所示。
它有两个导电能谷：L 谷和U 谷。
它们的能量相差0.36eV 。
通常，在低电场下，导电的电子绝大部分在L 谷中，它们的平均速度L v E μ=，即随电场E 线性的增大；当电场大于某个阔值T E 后，L 谷中的电子获得足够的能量而向U 谷转移，以后随电场继续增加，这样转移的电子越来越多，电子的平均速度v E μ=将反向随电场的增加而减小。
近代物理实验微波基础实验
C f
二、波长测量：波长是微波波段要经常测量的基本 参量。测量波长常见的方法有谐振法和驻波法： *谐振法是用谐振腔式波长表来测量微波信号的波长 ，调节波长表的活塞杆，改变谐振腔的固有频率， 当谐振腔的频率与信号源频率一致时，高Q值的谐振 腔吸收信号的能量突然增大到一个最大值，使信号 传输到终端的能量突然减小到一个最低值，记下这 时波长表上螺旋测微计的刻度数，再通过查对波长 表的校准数据表格或校准曲线，即可得到信号的频 率，然后由 可得信号的波长 *驻波法是用测量线来测量波导波长 ，当测量线终 端短路时，传输线中形成纯驻波，移动测量线的探 针，测出两个相邻驻波最小点即节点之间的距离， 即可求得波导波长 。
别注意。
实验装臵
一、波导波长测量
目录
1 2 3 4 5
实验背景； 实验目的；
实验原理；
实验装置； 实验内容。
实验背景
微波通常是指波长范围为1 mm至1 m，即频率 范围为300 GHz至300 MHz的电磁波。根据波长的 差异还可以将微波分为米波、分米波、厘米波和 毫米波。微波技术的应用十分广泛，已经深入到 国防军事（雷达、导弹、导航）、国民经济（移 动通信、卫星通信、微波遥感、工业干燥、酒老 化）、科学研究（射电天文学、微波波谱学、量 子电子学、微波气象学）、医疗卫生（肿瘤微波 热疗、微波手术刀），以及家庭生活（微波炉） 等各个领域，正在成为日常生活和尖端科学发展 所不可缺少的一门现代技术。
2、等指示度法：当被测器件驻波比较大时，驻波腹 点和节点的读数相差悬殊，使检波晶体二极管工作 在不同的检波律上，这就会产生较大的误差，因此 必须采用等指示度法，该 方法使用平方律的检波晶 体管，利用测量线的探针 测量极小点两旁功率为极 小点二倍的两点间的距离 W（如右图）以及波导波长。
微波基础实验原理设计
微波基础实验原理设计微波基础实验是一项重要的实验课程，通过对微波的产生、传输和接收等方面进行实验研究，可以加深对微波的基本原理和技术应用的理解。
本文将分为三个部分来设计一个微波基础实验，分别是微波信号的产生、传输和接收。
一、微波信号的产生微波信号的产生可以使用一些常见的装置，比如射频信号发生器。
该发生器可以通过调节频率、幅度和相位等参数来产生不同的射频信号。
在实验中，可以使用该发生器产生一定频率和幅度的射频信号作为微波信号的源波。
二、微波信号的传输微波信号的传输需要借助微波传输线来实现。
常用的微波传输线有同轴线和长导线。
在实验中，可以选择同轴线作为传输线，因其传输效果较好。
1.实验器材准备-射频信号发生器-同轴电缆-微波衰减器-微波探针-遥测系统2.实验步骤-将射频信号发生器与同轴电缆相连，将发生器输出的射频信号输入到同轴电缆中；-调节射频信号发生器的频率和幅度等参数，使其产生一定频率和幅度的射频信号；-将同轴电缆的一端连接到微波衰减器；-调节微波衰减器的衰减值，使得微波信号的幅度在传输过程中适中，不过度衰减；-将微波衰减器的另一端连接到微波探针；-将微波探针阵列放置在研究区域内，以进行微波信号的接收。
三、微波信号的接收微波信号的接收可以使用微波探针阵列。
该阵列可以感应到微波信号的强弱，并将其转化为电信号输出。
1.实验器材准备-微波探针阵列-示波器-遥测系统2.实验步骤-将微波探针阵列连接到示波器上，示波器可以接收到微波信号转换后的电信号；-将示波器调至合适的触发模式和增益，以保证可靠地显示微波信号的波形和幅度。
通过上述实验设计，我们可以实现对微波信号的产生、传输和接收的研究。
实验中，射频信号发生器产生射频信号作为微波信号的源波，同轴电缆作为微波传输线将信号传输到微波探针处，微波探针将微波信号感应为电信号，并通过示波器进行观测和分析。
通过这个实验，可以进一步了解微波信号的特性，包括频率、幅度等，并探究微波传输线在传输中的衰减情况，以及微波探针对微波信号的感应和转换效果等。
微波技术基础实验报告
微波技术基础实验报告一、实验目的1.掌握微波信号的基本特性和参数的测量方法；2.了解微波器件的性能指标和测试方法；3.加深对微波传输线和网络理论的理解和实践。
二、实验设备和原理实验设备：微波信号源、功率计、波导固有模发生器、波间仪、反射器等。
实验原理：微波技术是指在高频范围内进行电磁波的传输、控制和处理的一套技术体系，其频率范围通常为0.3GHz至300GHz。
微波技术具有频率高、信息容量大和传输距离远等优点，广泛应用于通信、雷达、航空航天等领域。
三、实验步骤和内容1.根据实验要求，搭建实验电路；2.测量微波信号源输出功率，通过功率计测量微波信号源输出功率；3.测量波导波导的传输特性，通过波间仪测量微波信号通过波导时的传输特性；4.测量波导器件的特性，通过波间仪测量波导器件的特性；5.测量波导管中的固有模，通过固有模发生器和反射器测量波导管中的固有模。
四、实验结果和数据分析1.根据实验条件，测量到微波信号源输出功率为10dBm；2.根据测量结果，绘制出波导波导的传输特性曲线，分析其传输性能；3.根据实验条件，测量到波导器件的插入损耗为3dB；4.根据实验条件和测量数据，计算出波导管中的固有模的频率范围和衰减值，并进行数据分析。
五、实验结论1.微波信号源输出功率为10dBm；2.波导波导的传输特性曲线显示了其良好的传输性能；3.波导器件的插入损耗为3dB，插入损耗越小，器件性能越好；4.波导管中的固有模的频率范围为0.3GHz至3GHz，衰减值为-10dB。
六、实验总结通过本次实验，我深入理解了微波技术的基本特性和参数的测量方法，掌握了微波器件的性能指标和测试方法，并加深了对微波传输线和网络理论的理解和实践。
通过实验数据的测量和分析，我对微波技术的应用和性能有了更深入的认识，实验收获颇丰。
微波技术基础实验指导书讲解
微波技术基础实验报告所在学院：专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：2016年5月13日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：必做开课单位：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。
实验7-1 微波基础实验
一、实验背景
• 微波是指波长较短的电磁波，其频率大约在108Hz~10^11Hz，相 应的波长为数米到毫米长度范围。 • 微波波段介于普通无线电波和光波之间，有所谓似光特性。 • 在微波波段，器件的选择：导线波导管；LC振荡回路空腔谐 振器 • • • （一）微波元件 波导管 微波信号源 微波谐振腔 隔离器 衰减器 频率计 晶体检波器和测量放大器 驻波测量线 环形器 滑动单螺钉调配器
波导管
x j z H H cos e 0 z a H j k H sin x e j z 0 2 x k a a c x j z E j H sin e y 0 2 kc a a Ex Ez H y 0
式16
参数：自由空间波长、截止波长、 波导波长、相移常数、反射系数、 驻波系数等特征参量来描述电磁波 在波导中的传输特征
p vp (
2
1 2 f
)2 ( 2
式14 2 1 (
c
)2
2 ) k 1 ( )2 c c
式15
微波信号源
微波谐振腔
• 封闭的金属导体空腔（储能、选频） • 通过式谐振腔 • 反射式谐振腔
实验仪器
三、实验内容
• 波导波长的测量 • 晶体检波律的测定 • 驻波比的测量 • 微波功率的测量 • 介质特性的测量
波导波长的测量
晶体检波律的测定
测量驻波比
微波功率的测量
介质特性测量
四、参考文献
• 高立模，近代物理实验教材，南开大学出版社
• 体效应微波信号源（负阻振荡器）
• 体效应管（负阻器件，当两级上有足够高的直流电压时，会发生 微波振荡现象）+谐振腔（提供必要阻抗，调谐振荡，构成振荡 回路）+阻抗变换器组（将负载阻抗变换到适当值，与体效应管 阻抗匹配，使谐振腔产生射频谐振电压） • 总电压振荡频率为 • 改变谐振腔的几何尺寸可以改变谐振腔固有谐振频率
微波技术基础实验讲义
五、实验报告
实验目的、内容、系统简图； 步骤简述，记录有关数据； 数据处理，根据有关公式算出各测量值。 完成思考题
实验二 微波元件特性参数测量
一、实验目的
掌握利用矢量网络分析仪扫频测量微带谐振器 Q值的方法。 学会使用矢量网络分析仪测量微波定向耦合器 的特性参数。 掌握使用矢量网络分析仪测试微波功率分配器 传输特性的方法。
目 录
实验一 矢量网络分析仪的使用及传输线的测量 实验二 微波元件特性参数测量
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
学习矢量网络分析仪的基本工作原理； 初步掌握AV3620矢量网络分析仪的操作使用 方法； 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； 通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性。
2 j tan( * ) ZL Z0 2 Z 0 4 Z in (d / 4) Z 0 2 ZL Z 0 j Z L tan( * ) 4
实验内容
1. 矢量网络分析仪操作实验
初步运用矢量网络分析仪AV3620，熟悉各按键功能和 使用方法 以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪 AV3620测量微波电路的S参数。 使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。 测量1/4波长传输线在开路、短路、匹配负载情况下的 频率、输入阻抗、驻波比、反射系数。 观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。
矢量网络分析仪的构成
矢量网络分析仪主要组成部分包括合成信号源、S 参数测试装置、 幅相接收机和显示部分。
(DUT－－Device under test)
微波技术基础实验指导书解析
微波技术基础实验指导书电子信息工程学院微波技术基础实验课程组编2013.02实验一 微波测量系统的认识与调试一、实验目的与要求应用所学微波技术的有关理论知识，理解微波测量系统的工作原理，掌握调整和使用微波信号源的方法，学会使用微波测量系统测量微波信号电场的振幅。
了解有关微波仪器仪表，微波元器件的结构、原理和使用方法。
二、实验内容1．掌握下列仪器仪表的工作原理和使用方法三厘米标准信号发生器（YM1123）、三厘米波导测量线（TC26）、选频放大器（YM3892）。
2．了解下列微波元器件的原理、结构和使用方法波导同轴转换器（BD20-9）、E-H 面阻抗双路调配器（BD20-8）、测量线（TC26）和可变短路器（BD20-6）等。
三、实验原理本实验的微波测试系统的组成框图如图一所示图 1它主要由微波信号源、波导同轴转换器、E-H 面阻抗双路调配器、测量线和选频放大器主要部分组成。
下面分别叙述各部分的功能和工作原理，其它一些微波元器件我们将在以后的实验中一一介绍。
1．微波信号源（YM1123）1.1基本功能1.1.1提供频率在7.5～12.5GHz 范围连续可调的微波信号。
1.1.2该信号源可提供“等幅”的微波信号，也可工作在“脉冲”调制状态。
本系统实验中指示器为选频放大器时，信号源工作在1KHz “”方波调制输出方式。
信号源波导同轴转换器 单螺钉调配器 功率探头数字功率计 微波频率计 E-H 面调配器魔T定向耦合器 H 面弯波导 晶体检波器 测量线 选频放大器 可变衰减器1.2工作原理1.2.1本信号源采用体效应振荡器作为微波振荡源。
体效应振荡器采用砷化镓体效应二极管作为微波振荡管。
振荡系统是一个同轴型的单回路谐振腔。
微波振荡频率的范围变化是通过调谐S型非接触抗流式活塞的位置来实现的，是由电容耦合引出的功率输出。
1.2.2本信号源采用截止式衰减器调节信号源输出功率的强弱。
截止式衰减器用截止波导组成，其电场源沿轴线方向的幅度是按指数规律衰减。
微波技术基础实验
T型同阻式计算公式：
＝10130 1 2
R3
Z0
2 1
50* 2 1
2
1 1
141.4
2
R2 R1 Z0
1 50*
1
1 1 2
微波实验所需软件的简介
1)电路设计所需要的软件 (microwave office、ADS 、ansoft Designer)
2)ADS基本功能的简介 (包括：S参数仿真、smith圆图工具、Linecalc工具)
实验一、传输线理论
一、实验目的
• 1、了解基本传输线、微带线的特性。 • 2、利用实验模组实际测量以了解微带电路设计
CA-1、 CA-2 ( 粉 红色)
三、理论分析（见书上）
(1)集总元件实现的L型匹配网络 (2)分布参数实现的L型匹配网络 (3)双枝节线匹配 四、软件的使用 (1)打开软件的Smith圆图工具 (2)确定工作频率、负载的归一化阻抗值 (3)利用L－C网络实现匹配 (4)同一个负载阻抗值采用分布参数实现匹配 (5)对匹配网络进行S参数仿真
微波技术实验
重庆大学通信工程学院
前言
• 本实验主要针对高等院校的微波技术课程教学而 编写，内容涉及现行微波技术课程教学中的各个 实验环节，对微波技术实验提出恰当的指导，使 学生能通过实验对微波技术课程有更深层次的理 解。
• 实验内容涵盖微波技术各种无源与有源器件实 验以及小型微波系统实验，在重庆大学进行了一 年的实验性教学，效果良好。本实验指导书是以 微波技术理论为基础，微波软硬件为工具编写的， 并进行了内容扩展，具有通用性。
2 功率衰减器模组 3 MICROWAVE软件
一套 RF2KM3-1A (mod-3A,mod-3B)
微波技术实验报告
一、实验目的1. 了解微波技术的原理和基本概念；2. 掌握微波元件的基本特性及测量方法；3. 学习微波网络分析仪的使用方法；4. 培养实际操作能力和团队协作精神。
二、实验原理微波技术是研究频率在300MHz至300GHz范围内电磁波的产生、传播、辐射、调制和接收等问题的学科。
本实验主要涉及微波元件、微波网络分析仪等设备的使用，以及微波参数的测量。
1. 微波元件：微波元件是微波技术中的基本组成部分，主要包括传输线、谐振器、滤波器、衰减器、隔离器、定向耦合器等。
这些元件在微波系统中起到传输、选择、匹配、隔离等作用。
2. 微波网络分析仪：微波网络分析仪是一种用于测量微波网络性能的仪器，可以测量网络的S参数、衰减、相位等参数。
三、实验内容1. 微波元件特性测量（1）实验目的：掌握微波元件的特性测量方法，了解其基本参数。
（2）实验原理：利用微波网络分析仪测量微波元件的S参数，通过S参数计算出微波元件的反射系数、传输系数、驻波比等参数。
（3）实验步骤：a. 将待测微波元件接入微波网络分析仪；b. 调整微波网络分析仪的频率，进行扫频测量；c. 记录微波元件的S参数；d. 分析S参数，计算反射系数、传输系数、驻波比等参数。
2. 微波网络分析仪的使用（1）实验目的：掌握微波网络分析仪的基本操作，了解其功能。
（2）实验原理：微波网络分析仪通过测量微波网络的S参数，可以分析微波网络的性能。
（3）实验步骤：a. 打开微波网络分析仪，进行自检；b. 设置测量参数，如频率、扫描范围等；c. 连接待测微波网络，进行测量；d. 分析测量结果，了解微波网络的性能。
3. 微波系统调试（1）实验目的：了解微波系统的调试方法，掌握调试技巧。
（2）实验原理：通过调整微波系统中的元件参数，使系统达到最佳性能。
（3）实验步骤：a. 连接微波系统，设置初始参数；b. 进行系统测试，观察性能指标；c. 根据测试结果，调整元件参数；d. 重复测试和调整，直至系统性能满足要求。
微波技术基础实验二报告
微波技术基础实验实验二微波元件特性参数测量姓名：吴刚班级：电信1301学号： U201313485一． 实验目的1. 掌握利用矢量网络分析仪扫频测量微带谐振器Q 值的方法2. 学会使用矢量网络分析仪测量微波定向耦合器的特性参数3. 掌握使用矢量网络分析仪测试微波功率分配器传输特性的方法二． 实验内容1. 微带谐振器品质因数的扫频测量实验利用网络分析仪AV36580扫频测量微带谐振器的Q 值1） 调用误差校准后的系统状态2） 选择测量参数。
设置网络分析仪的扫描频率范围为1GHz-2GHz ，将功率电平设置为-20dBm 。
3） 连接待测器件进行测量。
按照实验装置连接图2-7将微带谐振器模块与网络分析仪连接好。
测量设置选择为测量介电常数测量模块的参数 的幅度的对数值，记下 幅度的对数值最大的那个点的频率，这个点的频率即为微带谐振器的谐振频率f0。
还要记下在该谐振频率点上的幅度的对数值，这个值即为微带谐振器在谐振频率上的衰减量0α 。
然后将光标从谐振频率f0开始向两边移动，记下衰减量比0α小3dB 点处的频率分别为f1和f2。
图2-74） 进行计算。
将测得的频率0f 、1f 和2f 代入到式（2-1）中，就可以计算出被测的微带谐振器的品质因素Q 的值。
5） Q 值的自动测量。
网络分析仪能自动计算显示带宽、中心频率、质量因子(定义为电路谐振频率与其带宽的比例)，和被测件在中心频率下的损耗。
这些值在光标数据读出区中显示。
①按【搜索】和[最大值]将光标放在微带谐振器谐振曲线中心的旁边；②按[光标搜索]将访问光标搜索菜单；③按【搜索】[带宽搜索][带宽]将计算中心激励值、带宽和测量轨迹上的质量因子Q。
记录下此时的品质因素Q值。
实验结果微带谐振器的谐振频率f0衰减3dB后的f1,f2自动测量的Q 值参数计算：由手动测量的f0,f1,f2可由公式0021L f fQ f f f==-∆算得 Q=1.316/(1.335-1.294)=32.098 而自动测量所得的Q 值为32.151 故误差为：（32.151-32.098）/32.151=0.0016，误差较小，故实验结果较为准确。
微波技术基础实验二
华中科技大学《微波技术基础》实验报告实验名称：微波元件特性参数测量院（系）：电子信息与通信学院专业班级：电信姓名：学号：一、实验目的1、掌握利用矢量网络分析仪扫频测量微带谐振器Q值的方法。
2、学会使用矢量网络分析仪测量微波定向耦合器的特性参数。
3、掌握使用矢量网络分析仪测试微波功率分配器传输特性的方法。
二、实验内容1.微带谐振器品质因数的扫频测量实验利用网络分析仪AV36580扫频测量微带谐振器的Q值2.微波定向耦合器实验使用矢量网络分析仪AV36580测量微带线定向耦合器的S参数。
3.微波功率分配器实验利用网络分析仪AV36580测量功率分配器的传输频率响度特性。
根据测量所得的数据计算出功率分配器的插入损耗、各端口幅度偏差、各端口隔离度等技术参数。
三、系统简图四、步骤简述实验一：微带谐振器品质因数的扫频测量实验步骤一按【复位】调用误差校准后的系统状态步骤二选择测量参数设置网络分析仪的扫描频率范围为1GHz-2GHz ，将功率电平设置为-20dBm 。
步骤三 连接待测件进行测量按照实验装置连接图2-7将微带谐振器模块与网络分析仪连接好。
测量设置选择为测量介电常数测量模块的参数21S 的幅度的对数值，记下21S 幅度的对数值最大的那个点的频率，这个点的频率即为微带谐振器的谐振频率0f 。
还要记下在该谐振频率点上的幅度的对数值，这个值即为微带谐振器在谐振频率上的衰减量0α。
然后将光标从谐振频率0f 开始向两边移动，记下衰减量比0α小3dB 点处的频率分别为1f 和2f 。
步骤四 进行计算将测得的频率0f 、1f 和2f 代入到式（2-1）中，就可以计算出被测的微带谐振器的品质因素Q 的值。
步骤五 Q 值的自动测量网络分析仪能自动计算显示带宽、中心频率、质量因子(定义为电路谐振频率与其带宽的比例)，和被测件在中心频率下的损耗。
这些值在光标数据读出区中显示。
1) 按【搜索】和[最大值]将光标放在微带谐振器谐振曲线中心的旁边。
微波技术基础实验
微波技术基础实验微波技术基础实验柯珺雄电信1305班U201313587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AV36580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。
二.实验内容1.矢量网络分析仪操作实验（1）初步运用矢量网络分析仪AV36580，熟悉各按键功能和使用方法（2）以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪AV36580测量微波电路的S参数。
2.微带传输线测量实验（1）使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。
（2）测量1/4波长传输线在开路、短路、匹配负载情况下的频率、输入阻抗、驻波比、反射系数。
（3）观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。
三.系统简图1.矢量网络分析仪的构成2.矢量网络分析仪的基本操作3.微波传输线的工作特性四.实验步骤及现象1.矢量网络分析仪操作实验步骤一：调用误差校准后的系统状态步骤二：选择测量频率与功率参数（起始频率600 MHz、终止频率1800 MHz、功率电平设置为-10dBm）步骤三：连接待测件并测量其S参数步骤四：设置显示方式步骤五：设置光标的使用2.微带传输线测量实验步骤一调用误差校准后的系统状态步骤二选择测量频率与功率参数（起始频率100 MHz、终止频率400 MHz、功率电平设置为-25dBm）步骤三连接待测件并测量其S参数①按照装置图将微带传输线模块连接到网络分析仪上；②将传输线模块另一端接上转接头并空载，此时，传输线终端呈开路。
选择测量S11，将显示格式设置为SMITH CHART，调出光标，调节光标位置，使光标落在在圆图的短路点。
③记录此时的频率和输入阻抗。
然后将显示格式设置为SWR，记录下此时的驻波比值。
将显示格式设置为LOG MAG，记录下此时的（反射系数）值。
（记录数据时保持光标位置始终不变）④将短路/匹配负载模块接在转接头上，将拨码开关的拨码2拨到“ON”端（拨码1不起控制作用，在任意一端都可以），此时，短路/匹配负载模块处于短路状态，因此传输线终端呈短路。
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。
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微波技术基础实验
柯珺雄电信1305班U201313587
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AV36580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。
二.实验内容
1.矢量网络分析仪操作实验
（1）初步运用矢量网络分析仪AV36580，熟悉各按键功能和使用方
法
（2）以RF带通滤波器模块为例，学会使用矢量网络分析仪AV36580测量微波电路的S参数。
2.微带传输线测量实验
（1）使用网络分析仪观察和测量微带传输线的特性参数。
（2）测量1/4波长传输线在开路、短路、匹配负载情况下的频率、
输入阻抗、驻波比、反射系数。
（3）观察1/4波长传输线的阻抗变换特性。
三.系统简图
1.矢量网络分析仪的构成
2.矢量网络分析仪的基本操作
3.微波传输线的工作特性
四.实验步骤及现象
1.矢量网络分析仪操作实验
步骤一：调用误差校准后的系统状态
步骤二：选择测量频率与功率参数（起始频率600 MHz、终止频率1800 MHz、功率电平设置为-10dBm）
步骤三：连接待测件并测量其S参数
步骤四：设置显示方式
步骤五：设置光标的使用
2.微带传输线测量实验
步骤一调用误差校准后的系统状态
步骤二选择测量频率与功率参数（起始频率100 MHz、终止频率400 MHz、功率电平设置为-25dBm）
步骤三连接待测件并测量其S参数
①按照装置图将微带传输线模块连接到网络分析仪上；
②将传输线模块另一端接上转接头并空载，此时，传输线终端呈开路。
选择测量S11，将显示格式设置为SMITH CHART，调出光标，调节光标位置，使光标落在在圆图的短路点。
③记录此时的频率和输入阻抗。
然后将显示格式设置为SWR，记录下此时的驻波比值。
将显示格式设置为LOG MAG，记录下此时的（反
射系数）值。
（记录数据时保持光标位置始终不变）
④将短路/匹配负载模块接在转接头上，将拨码开关的拨码2拨到“ON”
端（拨码1不起控制作用，在任意一端都可以），此时，短路/匹配负载模块处于短路状态，因此传输线终端呈短路。
将显示格式设置为SMITH CHART，注意观察光标的位置（此时光标所示频率仍为②中的频率），此时光标应在圆图中开路点附近。
⑤调节光标至圆图中的开路点，按照③中所示方法和步骤记录数据。
⑥将传输线模块另一端接上匹配负载。
将显示格式设置为SMITH CHART，将光标调节至最靠近圆图圆心的位置。
⑦按照③中方法和步骤记录数据。
五.数据记录及处理
1.矢量网络分析仪操作实验
（1）带通滤波器S11驻波比
S11在1.15350GHz频率点处的驻波比为1.244。
（2）带通滤波器S22驻波比
带通滤波器S22在1.15350GHz频率点处的驻波比为1.160
（3）s21max=-4.096dB
（4）s21min=-51.290dB
（5）s12max=-4.136dB
（6）s12min=-51.166dB
(7)带通滤波器4通道同时显示
2.微带传输线测量实验
（1）传输线开路史密斯
（2）传输线开路对数幅度
（3）传输线开路驻波比
（4）传输线短传输线短路史密斯
（5）传输线短路对数幅度
（6）传输线短路驻波比
（7）传输线匹配史密斯
（8）传输线匹配对数幅度
（9）传输线匹配驻波比
根据实验二的数据作表格得：
六.思考题
1. 从图1-3上分析，如果测量被测微波器件的2端口S参数，其内部开关将处于什么工作状态？
图1-3 AV3620 型矢网整机内部结构框图
答：左边开关接（S11,S21），右边开关接（S22，S12）。
2.对记录的数据进行分析，并思考为什么开路负载时在短路点的光标，在接上短路负载后会在开路点附近？
答：因为四分之一波长的传输线具有阻抗变换的特性，将开路负载接上短路负载后，短路负载和开路负载阻抗特性相差四分之一波长，因此开路和短路状态会互换。
七.实验小结
通过本次实验，我掌握了有关AV36580的基本操作，对四分之一传输线特性有了更加深刻的了解。
我深刻的感受到在做实验之前一定要对基础原理有清楚地认识才能对所看到的实验现象作出解释，实验中要合理的按照要求步骤操作仪器，必要时反复重复当前步骤来得到得到精确的结果。
最后感谢老师的悉心指导！。