微波炉仿真实验

微波炉仿真实验
微波炉仿真实验

西安邮电学院

软件工程实验报告

——微波炉控制仿真

系部名称:

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专业名称:

班级:

一、实验目的

1、了解程序仿真的基本步骤

2、掌握需求分析的描述,并复习java 面向对象的程序设计方法

3、应用学到的软件设计方法

二、开发平台

本次实验老师要求用面向对象的编程语言,所以我选择了java ,在eclipse 底下进行编写

三、应用程序需求分析

1、微波炉原理

微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波。这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有“个性” :微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收。微波炉里的磁控管的电子管是个微波发生器,它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波,能穿透食物达5cm 深,并使食物中的水分子也随之运动,剧烈的运动产生了大量的热能,于是食物"煮"熟了。(参考百度)

2、需求分析

以前没有用过微波炉,不知道到底是如何工作的,就在网上看了些微波炉的使用,联想现实生活中用到的微波炉应有的功能,将它的工作原理用和主要功能用程序来模拟实现。

刚开始我想的这个微波炉应该简单易用,适用于各类人群。首先要安全。所以,做饭期间不能打开炉门,饭熟了或者炉内温度过高都应有警报提示,最好能有多种警报方式,并自动达到安全电压。其次,微波炉应提供多种做饭方式和方便简单的操作,方便大多数用户的需求。再者,做饭期间应该显示微波炉的工作状态及时长,并可以调节微波炉的工率,还应该能定时自动做饭,做饭前可以检测炉内是否放有食物寄托盘是否放好。主要功能就是以上所述,还有其他一些功能需求,就不在赘述。

3、功能、执行模块

功能模块

微波炉

煮饭 炒饭

调节功率 警报提示

执行模块

微波炉

4、软件截图

四、程序设计

本程序共分为五部分,主要代码如下

1)、application ()主窗口

public class Application {

private static JFrame frame = new JFrame("微波炉仿真程序");

private static FoodNotMatureWindow foodNotMaWin = new FoodNotMatureWindow(frame);

通电

参数设置 取出食物

加热完毕 显示时间 安全监测 加热

private static FoodMatureWindow foodMaWin = new FoodMatureWindow(frame); public Application(){

frame.setSize(500, 400);

frame.setVisible(true);

rame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

frame.setLayout(null);

frame.setResizable(false);

publicInterFace.setWindowCentre(frame);

MainWindow mainwindow = new

MainWindow();frame.setContentPane(mainwindow);

}

public static void main(String[] args){

new Application();

}

public static void foodMatureDialog(){

foodMaWin.setVisible(true);

}

2)、FoodMatureWindow()食物熟

public class FoodMatureWindow extends JDialog {

private JLabel label = new JLabel("食物成熟,请取出食物");

public FoodMatureWindow(JFrame parent) {

super(parent,"提示",true);

setResizable(false);

PublicInterFace.setWindowCentre(this);

setLayout(new BorderLayout());

setSize(300,100);

label.setFont(new Font("Serif", Font.BOLD, 18));

add(label,BorderLayout.CENTER);

}

}

3)、FoodNotMatureWindow()食物未熟

public class FoodNotMatureWindow extends JDialog {

private JPanel panel = new JPanel();

private JPanel panelCenter = new JPanel();

private JLabel label = new JLabel("食物尚未成熟,确定要取出"); private JButton buttonCertain = new JButton("确定");

private JButton buttonCancel = new JButton("取消");

private boolean isCertain = false;

public FoodNotMatureWindow(JFrame parent) {

super(parent,"警告",true);

setResizable(false);

PublicInterFace.setWindowCentre(this);

setSize(300,100);

label.setFont(new Font("Serif", Font.BOLD, 18)); buttonCertain.addActionListener(new ActionListener(){

public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {

isCertain = true;

setNotVisi();

}

});

buttonCancel.addActionListener(new ActionListener(){

public void actionPerformed(AcionEvent arg0) {

isCertain = false;

setNotVisi(); }

});

panel.add(buttonCertain);

panel.add(buttonCancel);

panelCenter.add(label);

panelCenter.setLayout(new FlowLayout());

setLayout(new BorderLayout());

add(panel,BorderLayout.SOUTH);

add(panelCenter,BorderLayout.CENTER);

}

public void setNotVisi(){

this.setVisible(false);

}

public boolean isCertain() {

return isCertain;

}

微波技术与天线课后题答案

1-1 解: f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λλ===> 此传输线为长线 1-2解: f=150kHz, 4/2000,/0.5101c f m l λλ-===?<< 此传输线为短线 1-3答: 当频率很高,传输线的长度与所传电磁波的波长相当时,低频时忽略 的各种现象与效应,通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻,电感,电容和漏电导表现出来,影响传输线上每一点的电磁波传播,故称其 为分布参数。用1111,,,R L C G 表示,分别称其为传输线单位长度的分布电阻,分布电感,分布电容和分布电导。 1-4 解: 特性阻抗 050Z ====Ω f=50Hz X 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9Ω/cm=5.23×10-6Ω/cm B 1=ω C 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9S/cm 1-5 解: ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()220 1 j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'= - 将 22233 20,2,42 i r U V U V z πβλπλ'===?= 代入 3 32 2 3 4 20220218j j z U e e j j j V ππλ-'==+=-+=- ()34 1 2020.11200 z I j j j A λ'== --=- ()()()34 ,18cos 2j t e z u z t R U z e t V ωλπω'=??''??==- ????? ()()()34,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλπω'=??''??==- ????? 1-6 解: ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β''== ()()()2123 2 1 100j j z z U z e U z e πβ' ' -''== ()() ()() 6 1 1100,100cos 6j U z e V u z t t V ππω'=? ?=+ ?? ?

微波电路S参数测量实验报告

微波电路S参数测量实验报告 一、实验目的 掌握微波电路S参数的基本概念、测试的原理和方法。 二、实验内容 用矢量网络分析仪测试微波滤波器的二端口S参数。 三、基本原理 网络分析仪中最常用的应用是矢量网络分析仪,它是用来测量、分析各种微波器件和组件S参数的高精度仪器,在整个行业中使用率极高,作为重要仪器很多从事产品研发和测试的电子工程师都有可能需要使用。矢量网络分析仪的原理如图1所示。 图1 矢量网络分析仪的原理图 上图中各部分的功能如下: A、信号源:提供被测件激励输入信号,被测器件通过传输和反射对激励波作出响应,被测器件的频率响应可以通过信号源扫频来获取,由于测试结构需要考虑多种不同的信号源参数对系统造成的影响,故一般我们采用合成扫频信号源。 B、信号分离装置:含功分器和定向耦合器,分别提取被测件输入和反射信号,从而测量出它们各自的相位和幅度大小,测试装置可以单独也可以集成到分析仪的内部。 C、接收机:对被测件的反射、传输和输入信号进行测试;采用调谐接收机可以提供最好的灵敏度和动态范围,还能抑制谐波和寄生信号。 D、处理显示单元:对测试结果进行处理和显示,它作为多通道一起,需要有基准通道和测试通道,通过二者的比较才能知道测试的精准度,它的显示功能很强大并且灵活,如多种标记功能、极限线功能等,给系统和元器件的性能和参数测试带来很大的便利性。

矢量网络分析仪本身自带了一个信号发生器,可以对一个频段进行频率扫描. 如果是单端口测量的话,将激励信号加在端口上,通过测量反射回来信号的幅度和相位,就可以判断出阻抗或者反射情况。而对于双端口测量,则还可以测量传输参数。 图2 利用网络分析仪测微波电路的S参数 微波滤波器可看作是一个二端口网络,具有选频的功能,可以分离阻隔频率,使得信号在规定的频带内通过或被抑制。 滤波器按其插入衰减的频率特征来分有四种类型:(1)低通滤波器:使直流与某一上限角频率ωC(截至频率)之间的信号通过,而抑制频率高于截至频率ωC的所有信号;(2)高通滤波器:使下限频率ωC以上的所有信号通过,抑制频率在ωC以下的所有信号;(3)带通滤波器:使ω1至ω2频率范围内的信号通过,而抑制这个频率范围外的所有信号。(4)带阻滤波器:抑制ω1至ω2频率范围内的信号,而此频率范围外的信号可以通过。 测试前需要特别注意的一点是,如果待测件是有源器件,连接待测件前一定先将网络分析仪的两个端口的输出功率降到-25dBm以下。否则不但不会得到正确的测试结果,而且还有可能将网络分析仪损坏。这一点是测量有源器件时需要特别注意的一点。 四、微波滤波器技术指标 工作频率:9.36GHz; 电压驻波比:<1.3; 插入损耗:< 1dB。 五、实验步骤 1、矢量网络分析仪开机; 2、矢量网络分析仪校准; 3、连接矢量网络分析仪与被测器件; 4、按下“PRESET”键,准备进行设置,并设置监视的频率范围:按下“FREQ”键,按下“CENTER”软键,使用数字键输入扫频段的中心频率,例如9360,然后按下“MHz”软键。同时按下“SPAN”软键,输入测量带宽,使用数字键输入“500”,然后按下“MHz”软键。

北邮电磁场与微波测量实验实验七无线信号场强特性

电磁场与微波测量实验报告 学院:电子工程学院 班级:2011211204 执笔人: 学号:2011210986 组员:

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。 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。 2. 尺度路径损耗 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: 用于测量发射机与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: PL d dB PL dO 10nlog d/d0 即平均接收功率为: Pr d dBm Pt dBm PL dO 10nlog d/dO Pr dO dBm 10nlog d /dO 其中,定义n为路径损耗指数,表明路径损耗随距离增长的速度,dO为近地参考距离, d为发射机与接收机之间的距离。公式中的横杠表示给定值d的所有可能路径损耗的综合平均。坐标为对数-对数时,平均路径损耗或平均接收功率可以表示为斜率1OndB /1O倍程的 直线。n依赖于特定的传播环境,例如在自由空间,n为2;当有阻挡物时,n比2大。 决定路径损耗大小的首要因素是距离,此外,它与接受点的电波传播条件密切相关。为此,我们引进路径损耗中值的概念,中值是使实验数据中一半大于它而另一半小于它的一个数值 (对于正态分布中值就是均值)。 人们根据不同放入地形地貌条件,归纳总结出各种电波传播模型。下边介绍几种常用的 描述大尺度衰落的模型。常用的电波传播模型:

北邮微波实验报告整理版

北京邮电大学信息与通信工程学院 微波实验报告 班级:20112111xx 姓名:xxx 学号:20112103xx 指导老师:徐林娟 2014年6月

目录 实验二分支线匹配器 (1) 实验目的 (1) 实验原理 (1) 实验内容 (1) 实验步骤 (1) 单支节 (2) 双支节 (7) 实验三四分之一波长阻抗变换器 (12) 实验目的 (12) 实验原理 (12) 实验内容 (13) 实验步骤 (13) 纯电阻负载 (14) 复数负载 (19) 实验四功分器 (23) 实验目的 (23) 实验原理 (23) 实验内容 (24) 实验步骤 (24) 公分比为1.5 (25) 公分比为1(等功分器) (29) 心得体会 (32)

201121111x 班-xx 号-xx ——电磁场与微波技术实验报告 实验二 分支线匹配器 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 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,通过增加一个支节,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)。 微带线是有介质εr (εr >1)和空气混合填充,基片上方是空气,导体带条和接地板之间是介质εr ,可以近似等效为均匀介质填充的传输线,等效介质电常数为 εe ,介于1和εr 之间,依赖于基片厚度H 和导体宽度W 。而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。 实验内容 已知:输入阻抗Z 75in ,负载阻抗Z (6435)l j ,特性阻抗0Z 75 ,介质基片 2.55r ,1H mm 。 假定负载在2GHz 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114d ,两分支线之间的距离为21 8 d 。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。 实验步骤 1.根据已知计算出各参量,确定项目频率。 2.将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Smith 圆上。 3.设计单枝节匹配网络,在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度,根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE 计算微带线物理长度和宽度。此处应该注意电长度和实际长度的联系。 4.画出原理图,在用微带线画出基本的原理图时,注意还要把衬底添加到图中,将各部分的参数填入。注意微带 分支线处的不均匀性所引起的影响,选择适当的模型。 5.负载阻抗选择电阻和电感串联的形式,连接各端口,完成原理图,并且将项目的频率改为1.8—2.2GHz 。 6.添加矩形图,添加测量,点击分析,测量输入端的反射系数幅值。 7.同理设计双枝节匹配网络,重复上面的步骤。

微波技术与天线复习知识要点

《微波技术与天线》复习知识要点 绪论 微波的定义: 微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段。 微波的频率范围:300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~ 0.1mm 微波的特点(要结合实际应用): 似光性,频率高(频带宽),穿透性(卫星通信),量子特性(微波波谱的分析) 第一章均匀传输线理论 均匀无耗传输线的输入阻抗(2个特性) 定义: 传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注: 均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关。 两个特性: 1、λ/2重复性: 无耗传输线上任意相距λ/2处的阻抗相同Z in(z)=Z in(z+λ/2)

2、λ/4变换性:Zin(z)-Z in(z+λ/4)=Z 02 证明题: (作业题) 均匀无耗传输线的三种传输状态(要会判断)参数 |Γ|ρZ 1行波01 匹配驻波1∞ 短路、开路、纯 电抗行驻波 0<|Γ|<1 1<ρ<∞ 任意负载 能量电磁能量全部 被负载吸收电磁能量在原 地震荡 1.行波状态: 无反射的传输状态 匹配负载:

负载阻抗等于传输线的特性阻抗 沿线电压和电流振幅不变 电压和电流在任意点上同相 2.纯驻波状态: 全反射状态 负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态 3.行驻波状态: 传输线上任意点输入阻抗为复数 传输线的三类匹配状态(知道概念) 负载阻抗匹配: 是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波。源阻抗匹配: 电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源。此时,信号源端无反射。 共轭阻抗匹配: 对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Z in=Z g﹡时,负载能得到最大功率值。 共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率。 传输线的阻抗匹配(λ/4阻抗变换)(P15和P17) 阻抗圆图的应用(*与实验结合)

科学实验报告

暑假科学实验报告实验名称: 1:家庭自制汽水 2:对蜡烛及其燃烧的探究 3:鸡蛋壳与酸的反应 4:书包的基本要素 5:将白花“变”红花 6:铜丝灭火 7:书写无字天书 8:自制热气球 9:塑料瓶底1号-7号的意思 10:可乐瓶水是否会流出实验

1.家庭自制汽水 实验 名称 家庭自制汽水 实验材料半瓶果汁,半瓶矿泉水,一小包小苏打,一小包柠檬酸,砂糖,矿泉水瓶,塞子 实验过程1:在矿泉水瓶内加入矿泉水和果汁,进行搅拌 2:加入砂糖和一小包小苏打,进行搅拌 3:加入一小包柠檬酸,马上塞上塞子,防止汽水冲出4:2分钟后,就可以饮用了 实验 结果 瓶内出现气泡,瓶壁上有气泡附着,打开瓶盖后就有气泡冲出。 实验感想:平时生活中经常喝的饮料居然可以自己制作出来,并且口感很好,心里很兴奋,也可以试着做做其他口味,品尝品尝。

2.对蜡烛及其燃烧的探究 实验名 称 对蜡烛及其燃烧的探究 实验材 料 两根不同长度的蜡烛,一个水瓶,一根木条,白瓷板 实验方法1.用白瓷板压在火焰上 2.先将蜡烛熄灭,再把火柴点燃 3.将一根蜡烛点燃,再用水瓶盖上,观察产生的现象 4.将两根不同长短的蜡烛点燃,再用水瓶盖上,观察产生的现象 实验结果1.白瓷板上会出现一层黑色固体 2.蜡烛熄灭后,火柴可以点燃 3.水瓶盖上后,蜡烛会熄灭 4.长的蜡烛先熄灭,短的蜡烛后熄灭 实验感想:蜡烛是生活中常用的照明工具,一旦与氧气隔绝,蜡烛就不会燃烧,蜡烛的外焰温度最高,焰心温度最低

3.鸡蛋壳与酸的反应 实验名 称 鸡蛋壳与酸的反应 实验材 料 洗净的鸡蛋壳,白醋 实验方法1.将碎鸡蛋壳洗净,放在一个玻璃杯内 2.准备白醋 3.将鸡蛋壳和白醋放在一起,观察产生的现象 实验结果鸡蛋壳表面产生大量气泡,说明鸡蛋壳中的碳酸钙和白醋中的醋酸产生反应,出现大量气泡 实验感想:平常最不起眼的鸡蛋壳都有如此的科学秘密,实在是太奇妙了。

微波仿真实验报告(北邮)

北京邮电大学 微波仿真实验报告实验名称:微波仿真实验

姓名:刘梦颉 班级:2011211203 学号:2011210960 班内序号:11 日期:2012年12月20日 一、实验目的 1、熟悉支节匹配的匹配原理。 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。 4、掌握ADS,通过SmithChart和Momentum设计电路并仿真出结果。 二、实验要求 1、使用软件:ADS 2、实验通用参数: FR4基片:介电常数为4.4,厚度为1.6mm,损耗角正切为0.02 特性阻抗:50欧姆 3、根据题目要求完成仿真,每题截取1~3张截图。

三、实验过程及结果 第一、二次实验 实验一: 1、实验内容 Linecal的使用(工作频率1GHz) a)计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度 b)计算FR4基片的50欧姆共面波导(CPW)的横截面尺寸(中心信号线 宽度与接地板之间的距离) 2、相关截图 (a)根据实验要求设置相应参数

(b)根据实验要求设置相应参数 实验二 1、实验内容 了解ADS Schematic的使用和设置2、相关截图:

打开ADS软件,新建工程,新建Schematic窗口。 在Schematic中的tools中打开lineCalc,可以计算微带线的参数。 3、实验分析 通过在不同的库中可以找到想要的器件,比如理想传输线和微带线器件。在完成电路图后需要先保存电路图,然后仿真。在仿真弹出的图形窗口中,可以绘制Smith图和S参数曲线图。

实验三 1、实验内容 分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上,仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数,工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。 2、相关截图 (1)理想传输线

《微波技术与天线》实验指导书

微波技术与天线实验指导书 南京工业大学信息科学与工程学院 通信工程系

目录 实验一微波测量系统的熟悉和调整.................. - 2 -实验二电压驻波比的测量......................... - 9 -实验三微波阻抗的测量与匹配 .................... - 12 -实验四二端口微波网络阻抗参数的测量 ............. - 17 -

实验一 微波测量系统的熟悉和调整 一、实验目的 1. 熟悉波导测量线的使用方法; 2. 掌握校准晶体检波特性的方法; 3. 观测矩形波导终端的三种状态(短路、接任意负载、匹配)时,TE 10波的电场分量沿轴向方向上的分布。 二、实验原理 1. 传输线的三种状态 对于波导系统,电场基本解为ift rm ift r e E e a b r V E --== ) /ln(0 (1) 当终端接短路负载时,导行波在终端全部被反射――纯驻波状态。 ift y ift y y e x a E e x a E E )sin( )sin( 00π π -=- 在x=a/2处 z E e e E E y ift ift y y βsin 2)(00-=+=+- 其模值为:z E E y y βsin 20= 最大值和最小值为: 2min 0max ==r r r E E E (2) 终端接任意负载时,导行波在终端部分被反射――行驻波状态。 ift y ift y y e x a E e x a E E )sin( )sin( ' 00π π +=- 在x=a/2处 z E e E E e E e E e E e E e E e E E y ift y y fit y fit y fit y ift y fit y fit y y βcos 2)()()('0 ' 0'0 '0'00'00+-=++-=+=----- 由此可见,行驻波由一行波与一驻波合成而得。其模值为:

微波炉磁控管磁路仿真系统说明书

第一章前言 1.1 项目背景 微波炉作为一种新型的厨具。它采用电磁感应电流(又称涡流)的加热原理打破了传统的明火烹调方式,微波炉的交变磁场是通过电子线路板组成部分来产生、当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线的交变的电流(即涡流)在锅具底部金属部分产生,电磁感应电流使锅具铁分子无规则高速运动,其热能是因为分子相互碰撞、摩擦产生(故微波炉煮食的热源来自于锅具底部而不是微波炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比所有饮具的效率均高出近1倍)来实现器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目地。 1.2微波炉简介 1.2.1微波炉的基本工作原理 微波炉主要由交流进线电路、电源电路、LC振荡电路、功率控制电路、整流电路、EMC防护电路、滤波电路、同步电路、控制及显示电路、电压检测电路、锅具检测电路、过零检测电路、电流检测电路、主控CPU电路、高低压保护电路、IGBT模块等组成。图1.1为微波炉的工作原理框图

1.2.2微波炉的基本组成 1.加热部分:微波炉有搁板在锅体下面,也有励磁线圈。对锅体进行加热是根据电磁感应产生涡电流。 2.控制部分:主要有电源开关,功率选择钮,温度调节按钮等。由内部的控制电路来控制。 3.冷却部分:采用风冷的方式。炉身的侧面有进风口和出风口,内部有风扇。 4.电气部分:由整流电路、逆变电路、控制回路、继电器、电风扇等组成。 5.烹饪部分:主要包括各种炊具,供用户使用。 1.2.3微波炉的优缺点 微波炉作为一种新型的厨具,具有以下优点。 1.高效节能:微波炉降低了损耗,是因为其使锅具自身发热,大大提高了热效率,热效率可达到85%~99%,与传统加热方式不同,与电炉、液化气炉等炉具相比,节省了大量的能源。如图1.2所示 2.智能烹饪:智能控制是利用单片机进行,无须看管,具有定时预约功能,来实现自动烹饪的功能。 3.安全可靠:通过了国家安全验证,使用安全可靠。 4.环保卫生:锅具可实现自身发热,不会产生热辐射,并且不排放烟尘和一氧化碳等废气,使烹饪环境更加环保卫生。 5.携带方便:重量轻、体积小,便于携带。 但微波炉不仅会产生一定的电磁干扰在其工作时,而且其散热系统也会产生一定的噪声[2]。

北邮微波实验报告

信息与通信工程学院电磁场与微波技术实验报告 班级学号班序号亚东2011211116 2011210466 22

实验二微带分支线匹配器 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 实验原理 1.支节匹配器 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和分支线的长度l。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+YY形式,即Y=Y0+YY,其中Y0=1/Y0 。并联开路或短路分支线的作用是抵消Y的电纳部分,使总电纳为Y0 ,实现匹配,因此,并联开路或短路分支线提供的电纳为?YY,根据该电纳值确定并联开路或短路分支线的长度l,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(注意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)。 2.微带线 微带线是有介质Y Y(Y Y>1) 和空气混合填充,基片上方是空气,导体带条和接地板之间是介质Y Y,可以近似等效为均匀介质填充的传输线,等效介质电常数为Y Y,介于1和Y Y之间,依赖于基片厚度H和导体宽度W。而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为Y Y、基片厚度H和导体宽度W有关。 实验容 已知:输入阻抗Zin=75Ω 负载阻抗Zl=(64+j35)Ω 特性阻抗Z0=75Ω 介质基片εr=2.55,H=1mm 假定负载在2GHz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=1/4λ,两分支线之间的距离为d2=1/8λ。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。 实验步骤 1.根据已知计算出各参量,确定项目频率。

微波仿真实验报告(北邮)

北京邮电大学 微波仿真实验报告

实验名称:微波仿真实验 姓名:刘梦颉 班级:2011211203 学号:2011210960 班内序号:11 日期:2012年12月20日 一、实验目的 1、熟悉支节匹配的匹配原理。 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。 4、掌握ADS,通过SmithChart和Momentum设计电路并仿真出结果。 二、实验要求 1、使用软件:ADS 2、实验通用参数: FR4基片:介电常数为4.4,厚度为1.6mm,损耗角正切为0.02 特性阻抗:50欧姆 3、根据题目要求完成仿真,每题截取1~3张截图。 三、实验过程及结果

第一、二次实验 实验一: 1、实验内容 Linecal的使用(工作频率1GHz) a)计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度 b)计算FR4基片的50欧姆共面波导(CPW)的横截面尺寸(中心信号线宽 度与接地板之间的距离) 2、相关截图 (a)根据实验要求设置相应参数 (b)根据实验要求设置相应参数

实验二 1、实验内容 了解ADS Schematic的使用和设置 2、相关截图: 打开ADS软件,新建工程,新建Schematic窗口。 在Schematic中的tools中打开lineCalc,可以计算微带线的参数。

3、实验分析 通过在不同的库中可以找到想要的器件,比如理想传输线和微带线器件。在完成电路图后需要先保存电路图,然后仿真。在仿真弹出的图形窗口中,可以绘制Smith图和S参数曲线图。 实验三 1、实验内容 分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上,仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数,工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。 2、相关截图 (1)理想传输线

微波基本参量测量实验报告

浙江师范大学实验报告 实验名称微波基本参量测量班级物理092 姓名阮柳晖学号09180229 同组人任亚萍实验日期11/10/24 室温/ 气温/ 微波基本参量测量 摘要:微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等。本实验通过了解电磁波在规则 波导内传播的特点,各种常用元器件及仪器的结构原理和使用方法,运用微波测量的基本技术,对微波的频率、驻波比、功率进行测量。 关键词:频率功率驻波比阻抗 引言:微波成为一门技术科学,开始于20世纪30年代。微波技术的形成以波导管 的实际应用为其标志。微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。微波的最重要应用是雷达和通信。微波与其他学科互相渗透而形成若干重要的边缘学科,其中如微波天文学、微波气象学、微波波谱学、量子电动力学、微波半导体电子学、微波超导电子学等。其应用及涉及领域仍在不断扩大。 正是由于微波的重要科技地位,学习其基础知识及工作原理等变得至关重要。 正文: 一、实验原理 微波介绍: 微波及似声似光性 微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。 微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热,微波炉就是利用这一特点制成的,而对金属类东西,则会反射微波。 微波波长很短,比地球上的一般物体(如飞机,舰船,汽车建筑物等)尺寸相对要小得多。使得微波的特点与几何光学相似,即所谓的似光性。因此使用微波工作,能使电路元件尺寸减小,使系统更加紧凑;可以制成体积小,波束窄方向性很强,增益很高的天线系统,接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号,从而确定物体方位和距离,分析目标特征。 由于微波波长与物体(实验室中无线设备)的尺寸有相同的量级,使得微波的特点又与声波相似,即所谓的似声性。 实验内容:

微波技术实验报告

微波技术实验指导书目录 实验一微波测量仪器认识及功率测量________________________________ 2实验二测量线的调整与晶体检波器校准_______________________________ 5实验三微波驻波、阻抗特性测量_____________________________________ 8

实验一微波测量仪器认识及功率测量 实验目的 (1)熟悉基本微波测量仪器; (2)了解各种常用微波元器件; (3)学会功率的测量。 实验内容 一、基本微波测量仪器 微波测量技术是通信系统测试的重要分支,也是射频工程中必备的测试技术。它主要包括微波信号特性测量和微波网络参数测量。 微波信号特性参量主要包括:微波信号的频率与波长、电平与功率、波形与频谱等。微波网络参数包括反射参量(如反射系数、驻波比)和传输参量(如[S]参数)。 测量的方法有:点频测量、扫频测量和时域测量三大类。所谓点频测量是信号只能工作在单一频点逐一进行测量;扫频测量是在较宽的频带内测得被测量的频响特性,如加上自动网络分析仪,则可实现微波参数的自动测量与分析;时域测量是利用超高速脉冲发生器、采样示波器、时域自动网络分析仪等在时域进行测量,从而得到瞬态电磁特性。 图1-1 是典型的微波测量系统。它由微波信号源、隔离器或衰减器、定向耦合器、波长/频率计、测量线、终端负载、选频放大器及小功率计等组成。 图 1-1 微波测量系统 二、常用微波元器件简介 微波元器件的种类很多,下面主要介绍实验室里常见的几种元器件: (1)检波器(2)E-T接头(3)H-T接头(4)双T接头(5)波导弯曲(6)波导开关(7)可变短路器(8)匹配负载(9)吸收式衰减器(10)定向耦合器(11)隔离器 三、功率测量 在终端处接上微波小功率计探头,调整衰减器,观察微波功率计指示并作相应记录。

微波实验报告_微带短截线低通滤波器的设计、仿真与测试

综合课程设计实验报告 课程名称:微波方向综合课程设计 实验名称:微带短截线低通滤波器的设计、仿真与测试院(系):信息科学与工程学院 专业班级: 姓名: 学号: 指导教师: 2011年12月22日

一、实验目的和要求 1、目的: 通过这次课程设计,进一步理解微波工程的相关内容,熟练运用Microwave Office和Protel等软件,通过这学期学习、练习的积累,选择一个微波器件,依据MWO的仿真结果,使用protel99se将其绘制成电路版图(PCB)。最后在老师的帮助下制成实物并与仿真结果对比分析,在实践中加强自己对微波工程的体会与理解。 2、要求: 从以下题目中选择一个微波器件,依据MWO的仿真结果,使用protel99se 将其绘制成电路版图(PCB)。(器件的工作频率和学号相关) 1)3dB微带功率分配器; 2)微带短截线滤波器 3)3dB微带定向耦合器 PCB板采用介电常数为4.5,厚度为1mm的FR4基片; 电路尺寸必须按照自己相应的MWO设计结果绘制; 电路外轮廓为矩形,尺寸必须为:50mm*40mm或40mm*20mm; 每个电路端口必须在电路板的侧面,并使用至少5mm长度的50ohm微带线连接。 二、实验内容和原理 1、内容: 在介电常数为4.5,厚度为1mm的FR4基片上(T取0.036mm,Loss tangent取0.02),设计一个3阶、最大平坦型微带短截线低通滤波器,其截止频率为f(2.2GHz),阻抗是50欧姆。 2、原理:

(1)Richards 变换: 集总元件构成的滤波器通常工作频率较低,在微波频段,我们常常采用微带结构实现较好的滤波性能。在设计得到滤波器原型之后,为了实现电路设计从集总参数到分布参数的变换,Richards 提出了一种变换方法,这种变换可以将集总元件变换成传输线段。如图1所示,电感L 可等效为长为λ/8,特性阻抗为L 的短路线;电容C 可等效为长为λ/8,特性阻抗为1/C 的开路线。 图1 (2)Kuroda 规则: 采用Richards 变换后,串联元件将变换为串联微带短截线,并联元件将变换为并联短截线。由于串联微带短截线是不可实现的,所以需要将其转变为其它可实现的形式。为了方便各种传输线结构之间的相互变换,Kuroda 提出了四个规则,如图2所示。其中,2211/n Z Z =+;U.E.是单位元件,即电长度为λ/8、特性阻抗为UE Z 的传输线。选用合适的Kuroda 规则,可以将串联短截线变换为容易实现的并联短截线。

微波炉控制系统

河北工业大学计算机 硬件技术基础(MCS-51)——微波炉控制系统设计报告学院土木工程班级姓名学号 成绩 _ _ 一、设计题目: (编号12)微波炉控制系统设计 二、设计目的: (1)模拟微波炉的控制系统,实现部分功能,包括:①大小火力的选择;②设定温火加热时间并显示;③时间倒计时并通过LED显示;④设置蜂鸣器来警告加热时间到;⑤设置中断来模拟开门等。 (2)通过试验进一步加深对MCS—51单片机内部结构和程序设计方法的理解。 (3)通过两个人的合作,增强团队精神。 三、总体设计 1、分析问题的功能 本设计主要预实现以下工作流程: 1)按下电源键,指示灯亮,LED显示00,单位是秒。 2)通过键盘设置需要加热的时间,在LED上进行显示。 3)时间设定完后,通过大小两个按键,选择火力大小,启动微波炉开始工作。 4)LED显示剩余工作时间,定时时间到后蜂鸣器鸣叫,LED显示消失,火力指示灯和电源指示灯均熄灭。 5)微波炉运行过程中,若按下K1键,则微波炉停止工作,LED显示灭,指示灯灭。 2、系统总体结构设计 1)硬件设计: 单片机:MCS-51单片机 I/O接口:P1口和P3口

其他硬件设备:3个LED 灯(LED1、LED2、LED3)、 3个SWH 键(SWH1、SWH2、SWH3)、 一个K 键(K1)、 LED 显示(LED6、LED7)、键盘(S0—S9)、蜂鸣器。 设定 8031时钟频率 11.0592 MHz 2)软件设计:(具体见程序清单中的文字解释) 四、详细设计: 1、硬件详细设计: 1)画出电路图; 指示灯控制 LED 显示和键盘控制

北邮微波工程基础ADS仿真实验报告

微波工程基础仿真 实验报告 学院:电子工程学院 班级:2012211xxx 学号:201221xxxx 姓名:xxxx 班内序号:xx

一、实验题目 实验一 1.了解ADS Schematic的使用和设置 2.在Schematic里,分别仿真理想电容20pF和理想电感5nH,仿真频率为(1Hz-100GHz),观察仿真结果,并分析原因。 3.Linecalc的使用 a)计算中心频率1GHz时,FR4基片的50Ω微带线的宽度 b)计算中心频率1GHz时,FR4基片的50Ω共面波导(CPW)的横截面 尺寸(中心信号线宽度与接地板之间的距离) 4.基于FR4基板,仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路CPW线的性能参数,中心工作频率为1GHz。仿真频段(500MHz-3GHz),观察Smith 圆图变化,分析原因。 5.基于FR4基板,仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长短路CPW线的性能参数,中心工作频率为1GHz。仿真频段(500MHz-3GHz),观察Smith 圆图变化,分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗,分析变化原因。6.分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线,仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路线的性能参数,工作频率为1GHz。仿真频段(500MHz-3GHz),观察Smith圆图变化,分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗,分析变化原因。扩展仿真频率(500MHz-50GHz),分析曲线变

化原因。 7.分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线,仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长短路线的性能参数,工作频率为1GHz。仿真频段(500MHz-3GHz),观察Smith圆图变化,分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗,分析变化原因。扩展仿真频率(500MHz-50GHz),分析曲线变化原因。 8.分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线,仿真一段特性阻抗为50Ω二分之一波长开路线的性能参数,工作频率为1GHz。仿真频段(500MHz-3GHz),观察Smith圆图变化,分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗,分析变化原因。扩展仿真频率(500MHz-50GHz),分析曲线变化原因。 9.分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线,仿真一段特性阻抗为50Ω二分之一波长短路线的性能参数,工作频率为1GHz。仿真频段(500MHz-3GHz),观察Smith圆图变化,分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗,分析变化原因。扩展仿真频率(500MHz-50GHz),分析曲线变化原因。 实验二 10.用一段理想四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆,仿真S参数,给出-20dB带宽特性,工作频率为1GHz。 11.用一段FR4基片上四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆,仿真S参数,给出-20dB带宽特性,工作频率为1GHz,比较分析题1和题2的结果。

北邮电磁场与微波技术实验天线部分实验一

北邮电磁场与微波技术实验天线部分实验一最新

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信息与通信工程学院 电磁场与微波实验报告 实验题目:网络分析仪测量振子天线输入阻抗 班级:2011211106 姓名:吴淳 学号:2011210180 日期:2014年3月

实验一网络分析仪测量阵子天线 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阵子电径变化的情况。 注:重点观察谐振点与天线电径的关系。 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。 图1 实验原理图

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R≈40 。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=60[ln(2h/a)-1]。 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. 更换不同的电径(对应1mm, 3mm, 9mm)的天线,分析两个谐振点的阻抗 变化情况; 5. 设置参数如下: BF=600MHz,△F=25MHz,EF=2600MHz,n=81. 6. 记录数据:在smith圆图上的输入阻抗曲线上,曲线的左端输入阻抗虚部 为0的点为二分之一波长谐振点,曲线的右端输入阻抗虚部为0的点为四分之一波长谐振点。记录1mm,3mm,9mm天线的半波长和四分之一波长的谐振点。 四、实验数据: 1. 直径=1mm时: 第一谐振点处频率约为(取最接近点)F=1250MHz,电阻R=41.88ohm, SWR=1.193, RL=-20.0dB。 第二谐振点处频率约为(取最接近点)F=2450MHz,电阻R=626.8ohm, SWR=12.54,

微波实验报告

之前网上下的学长学姐的报告有很多不靠谱,但是调谐都要调到中心频率上,否则都不对, 还有老师验收的时候如果自己心情很不好,只要她发现一点错误就会坚定的认为不是自己 做的,所以一定要确保没有错误,原理一定要弄清楚.愿后来人好运~~~ 实验2 微带分支线匹配器 一.实验目的: 1.熟悉支节匹配的匹配原理 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: 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GHz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。 本次实验主要是研究了微带分支线匹配器中的单支节匹配器和双支节匹配器,我都采用了短路模型,这类匹配器主要是在主传输线上并联上适当的电纳,用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波。 单支节调谐时,其中有两个可调参量: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,然后利用Smith圆图和Txline,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,比单支节匹配器增加了一支节,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,但需要注意的是,由于双支节匹配器不是对任意负载阻抗都能匹配,所以不能在匹配禁区内。 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。 3.微带线的模型

微波技术与天线实验4利用HFSS仿真分析矩形波导

实验3:利用 HFSS 仿真分析矩形波导 一、 实验原理 矩形波导的结构(如图1),尺寸a×b, a>b ,在矩形波导内传播的电磁波可分为TE 模和TM 模。 图1 矩形波导 1) TE 模,0=z E 。 cos cos z z mn m x n y H H e a b γππ-= 2 cos sin x mn c z n m x n y E H b a b j k e γπππωμ-= 2 sin cos z y mn c j m m x n y E H e k a a b γωμπππ-=- 2sin cos z x mn c m m x n y H H e k a a b γλπ ππ-= 2cos sin z y mn c n m x n y H H e k b a b γλπ ππ-= 其中,c k =2 2 m n a b ππ???? ? ????? +而mn H 是与激励源有关的待定常数。 2) TM 模 Z H =0,由Z E 的边界条件同样可得无穷多个TM 模。注意:对于mn TM 和mn TE 模, m, n 不能同时为零,否则全部的场分量为零。 mn TM 和mn TE 模具有相同的截止波数计算公式,即

c k (mn TM )=c k (mn TE ) = 所以,它们的截止波长c λ和截止频率c f 的计算公式也是一样的,即 c λ(mn TM )=c λ(mn TE )= 2 2 2?? ? ??+??? ??b n a m c f (mn TM )=c f (mn TE ) 对于给定的工作频率或波长,只有满足传播条件(f >c f 或λ

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