微波测量实验 实验三
西电微波测量实验报告包括详细数据处理
实验一 ：晶体定标一、基本要求掌握晶体定标方法，确定晶体的电压与电流关系即检波律n 二、实验原理1 晶体定标原理波导测量线技术的基本原理是通过伸入测量线中的可移动探针检取内部场的电压(即正比于场强幅值)信号来了解待测负载的驻波场分布情况。
实际上，探针电压 是通过晶体检波转化为电流由光点检流计指示的。
因此，测量晶体的电压与电流关系 ，即确定晶体检波律n 是十分重要的基本实验。
2 原理图三、实验方法1、开启固态振荡器电源，在测量后接匹配负载，进行探针调谐2、去掉匹配负载接短路板，用交叉读数法测量波导波长n CV I =g λ3、将探针移动到波腹位置，调可变衰减器使检流计指示为1004、在波节点至波腹点之间取10点，电表读数5,10,15,20......100。
从波节点开始将探针逐次移动到这些点。
记下 所对应探针的读数 ，将数据记录于表中。
5、以 为横轴以 为纵轴将它们的数据标在坐标纸上，连成光滑曲线。
6、将公式 ，两边取对数解出检波律波 导 波 长 数 据 表1021,,,i i i 102,1,D D D V 'i 'ng d Sin i ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡='λπ2)2(gg g dSinl i l n λπ'=四、数值计算实验二：驻波比的测量一、直接法测量驻波比方法：已知检波率时，把待测元件接入测量线，移动探针，测出 和 ，则驻波比按下式计算实验步骤：1、将S=2的双端口网络接入测量线，双端口网络输出口接匹配负载。
2、对测量线进行探针调谐，使电流表指示最大。
调整可变衰减器使选频放大器指示I 'm ax I 'm in nI I 1min max ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=''ρ在三分之二量程范围内。
3、移动测量线探针在选频放大器上读出最大电流和最小电流记入表中按公式计算出驻波比。
Imax=600，Imin=160ρ=（Imax/Imin ）^(1/n)=2.075 二、等指示法测量驻波比方法：在驻波比最小点 附近测量数据，再据驻波分布规律求其驻波比。
实验报告-微波的基本参数测量
驻波测量线的结构
使用驻波测量线进行测量时， 要考虑探针在开槽波导管内有适当的穿伸度， 探针穿伸度 一般取波导窄边宽度的 5%~10%。实验前应注意驻波测量线的调谐，使其既有最佳灵敏度， 又使探针对微波通路的影响降至最低。一般是将测量线终端短接，形成纯驻波场。移动探针 置于波节点，调节测量线，使得波节点位置的检波电流最大，反复进行多次。
（c）大驻波比的测量 波腹振幅与波节振幅的差别很大，测量线不能同时测量波腹和波节，此时可以用二 倍极小功率法进行测量。利用探针测量极小点两旁，功率为极小功率二倍的两点的距离W， 波导波长λg ，可按下式计算驻波比：
S
g W
（2） 波导波长的测量． 波导波长在数值上为相邻两个驻波极值点（波腹或波节）距离的两倍：
3. 相对功率与衰减测量：
用分贝表示的信号衰减量 A 定义如下：
A 10log
P 1 dB P2
P 1 为无衰减时的功率， P 2 为衰减后的功率。
当检波器为平方律检波时：
A 10log
I1 I2
三、 实验步骤： 确定谐振腔波长计的刻度与信号频率的关系： 将一定频率的微波信号（点频方式）输入到检波指示器，此时功率计一般显示 出较大的功率。仔细调节谐振腔波长计的测微头， 在某一时刻， 功率计的指示值最小， 记下此时测微头的刻度，即得到一组信号频率与波长计刻度的对应关系。利用此方法 测量其它频率对应的波长刻度。 2. 测量微波在波导中的主板特性和波导波长： 用波导开关将微波信号切换到负载或短路器一边，使微波在此时发生反射，在波 导中形成驻波。将波导测量线中的信号检测器沿波导测量线移动，每隔 1mm 在选频放 大器上独处相应的 I 值，据此绘出驻波分布图，分别计算出驻波比和波导波长。 3. 相对功率与衰减测量： 1.
实验三--微波波导波长与频率的测量
实验三--微波波导波长与频率的测量实验三微波波导波长与频率的测量、分析和计算一、实验目的(1)熟悉微波测量线的使用；(2)学会测量微波波导波长和信号源频率；(3)分析和计算波导波长及微波频率。
二、实验原理测量线的基本测量原理是基于无耗均匀传输线理论，当终端负载与测量线匹配时测量线内是行波；当终端负载为短路或开路时，传输线上为纯驻波，能量全部反射。
根据驻波分布的特性，在波导系统终端短路时，传输系统中会形成纯驻波分布状态，在这种情况下，两个驻波波节点之间的距离即为波导波长的1/2 ，所以只要测量出两个驻波波节点之间的距离，就可以得到信号源工作频率所对应的波导波长。
方法一：通过测量线上的驻波比，然后换算出反射系数模值，再利用驻波最小点位置d min 便可得到反射系数的幅角以及微波信号特性、网络特性等。
根据这一原理，在测得一组驻波最小点位置d1，d2，d3，d4… 后，由于相邻波节点的距离是波导波长的1/2，这样便可通过下式算出波导波长。
⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+-+-=0min 10min 20min 30min 423421d d d d d d d d g λ(3-1)方法二：交叉读数法测量波导波长，如图 3-1 所示。
图 3-1 交叉读数法测量波节点位置为了使测量波导波长的精度较高(接近实际的波导波长)，采用交叉读数法测量波导波长。
在测试系统调整良好状态下，通过测定一个驻波波节点两侧相等的电流指示值 I 0 (可选取最大值的 20%)所对应的两个位置 d 1、d 2，则取 d 1、d 2 之和的平均值，得到对应驻波波节点的位置 d min1 。
用同样的方法测定另一个相邻波节点的位置 d min2 ，如图 3-1 所示，则 d min1 、 d mi n2 与系统中波导波长之间的关系为：)(21);(21432min 211min d d d d d d +=+= (3-2)1min 2min 2d d g -=λ(3-3)在波导中，还可利用下面公式计算波导波长： ()a g 2100λλλ-= (3-4) 式中，λ0为真空中自由空间的波长。
实验三 阻抗测量与匹配技术
实验三阻抗测量与匹配技术一、实验目的1、掌握用测量线测量微波元件阻抗的方法2、熟悉Smith 圆图在阻抗测量中的应用3、熟悉阻抗匹配技术二、实验原理1. 阻抗测量的基本原理在微波测量技术中，微波系统的阻抗是微波工程中的重要参数。
微波元件的阻抗是微波系统匹配设计的依据,也是研究复杂微波结构的微波网络中确定等效电路参数的依据。
阻抗测量不仅应用于微波器件特性阻抗的研究及微波系统的阻抗匹配，同时也是一些复杂测量（如微波网路参量的测量）的基础。
因而微波阻抗测量是一项非常重要的测量。
根据传输线理论，传输线中驻波分布与终端负载阻抗直接相关，表征驻波特性的两个参量，驻波比ρ及相位与负载阻抗有如下关系：式中，为归一化负载阻抗，即单口微波器件输入阻抗；ρ为驻波比；是终端负载至相邻驻波节点的距离，如图4-1所示。
由于这样、ρ、就是确定负载归一化阻抗的三个参数，利用上式即可得出，阻抗测量就归结为对上述三个参量的测量。
图4-1 终端负载至相邻驻波节点的距离2. 驻波最小点位置的测量原理由于测量线标尺的两端点不是延伸到线体的两端口，直接测量输入端口至相邻驻波节点的距离有困难，但根据阻抗分布的重复性原理，只要找到与待测阻抗相等的面作为等效参考面即可，这就是在测量中常采用的方法“等效截面法”。
首先让测量线终端短路，沿线驻波分布如图4-2（a）所示，因而移动测量探针可测得某一驻波节点位置，它与终端距离为半波长的整倍数（n=1,2,3…），此位置即为待测元件输入端面在测量线上的等效位置T。
当测量线终端接上待测负载时，系统的驻波分布图如图4-2（b）所示，用测量线测得左边（向波源方向）的相邻驻波节点位置即为终端相邻驻波节点的等效位置，所以有：。
由公式4-1可以计算待测元件的输入阻抗。
图4-2 等效截面法示意图在工程设计中为简便起见，负载阻抗也可由Smith圆图进行求解。
图4-3为导纳圆图，中A点即为归一化导纳，B点的读数即为归一化阻抗。
微波测量实验报告
微波测量实验报告一、实验背景微波测量是指利用微波技术对被测物体进行测量的一种方法。
微波是一种电磁波，其频率范围在300MHZ至300GHz之间。
微波测量广泛应用于通信、测距、雷达、卫星等领域。
本实验旨在通过对微波信号的发射、传播和接收进行实验，了解微波测量的基本原理和方法。
二、实验原理微波测量实验主要依赖于微波发射器和接收器的配合。
首先，发射器通过产生一个特定频率和幅度的微波信号，将信号输入到一个导波器（如开放式传输线）中。
信号在导波器中通过传播，并且可以根据特定的设计进行传播路径的调整。
接收器用来接收由被测物体反射或传播过来的微波信号，通过对信号进行处理，可以得到关于被测物体的信息。
在微波测量中，由于微波的特殊性质，测距、测速和测向等参数可以通过对微波信号的相位、频率和幅度进行分析来实现。
例如，利用多普勒频移原理，可以通过测量微波信号的频率变化来计算目标物体的速度；利用相位差原理，可以通过测量微波信号的相位差来计算目标物体的位置。
三、实验设备和材料1.微波发射器：用来产生微波信号的设备；2.导波器：用来传输微波信号的导向装置；3.微波接收器：用来接收被测物体反射或传播过来的微波信号并进行参数分析的设备；4.被测物体：用来反射或传播微波信号的物体。
四、实验步骤1.连接微波发射器和接收器，并对其进行相位校准；2.将被测物体放置在适当位置，调整微波接收器的位置和角度，以便接收到反射或传播过的微波信号；3.运行微波发射器和接收器，记录并分析接收到的微波信号的相位、频率和幅度等参数；4.根据参数分析的结果，计算并得出被测物体的测量结果。
五、实验结果与分析在实验中，我们成功地利用微波发射器和接收器对一块金属板进行了微波测量。
通过对接收到的微波信号的相位、频率和幅度进行实验结果的分析，我们得出了金属板的尺寸和位置等测量结果。
六、实验总结通过本实验，我们了解了微波测量的基本原理和方法。
微波测量广泛应用于通信、测距、雷达、卫星等领域，具有重要的实际应用价值。
微波测量技术实验报告
一、实验目的1. 理解微波测量技术的基本原理和实验方法；2. 掌握微波测量仪器的操作技能；3. 学会使用微波测量技术对微波元件的参数进行测试；4. 分析实验数据，得出实验结论。
二、实验原理微波测量技术是研究微波频率范围内的电磁场特性及其与微波元件相互作用的技术。
实验中，我们主要使用矢量网络分析仪（VNA）进行微波参数的测量。
矢量网络分析仪是一种高性能的微波测量仪器，能够测量微波元件的散射参数（S参数）、阻抗、导纳等参数。
其基本原理是：通过测量微波信号在两个端口之间的相互作用，得到微波元件的散射参数，进而分析出微波元件的特性。
三、实验仪器与设备1. 矢量网络分析仪（VNA）2. 微波元件（如微带传输线、微波谐振器等）3. 测试平台（如测试夹具、测试架等）4. 连接电缆四、实验步骤1. 连接测试平台，将微波元件放置在测试平台上；2. 连接VNA与测试平台，进行系统校准；3. 设置VNA的测量参数，如频率范围、扫描步进等；4. 启动VNA，进行微波参数测量；5. 记录实验数据；6. 分析实验数据，得出实验结论。
五、实验数据与分析1. 实验数据（1）微波谐振器的Q值测量：通过扫频功率传输法，测量微波谐振器的Q值，得到谐振频率、品质因数等参数；（2）微波定向耦合器的特性参数测量：通过测量输入至主线的功率与副线中正方向传输的功率之比，得到耦合度；通过测量副线中正方向传输的功率与反方向传输的功率之比，得到方向性；（3）微波功率分配器的传输特性测量：通过测量输入至主线的功率与输出至副线的功率之比，得到传输损耗。
2. 实验数据分析（1）根据微波谐振器的Q值测量结果，分析谐振器的频率选择性和能量损耗程度；（2）根据微波定向耦合器的特性参数测量结果，分析耦合器的性能指标，如耦合度、方向性等；（3）根据微波功率分配器的传输特性测量结果，分析功率分配器的传输损耗。
六、实验结论1. 通过实验，掌握了微波测量技术的基本原理和实验方法；2. 熟练掌握了矢量网络分析仪的操作技能；3. 通过实验数据，分析了微波元件的特性，为微波电路设计和优化提供了依据。
微波基本测量实验报告
微波基本测量实验报告微波基本测量实验报告引言：微波技术是现代通信、雷达、天文学等领域的重要组成部分。
为了更好地了解微波的特性和应用，本实验旨在通过基本的测量实验，探索微波的传输、反射和干涉等现象，并对实验结果进行分析和讨论。
一、实验装置和原理本实验使用的实验装置包括微波发生器、微波导波管、微波检波器、微波衰减器等。
微波发生器产生微波信号，经由微波导波管传输到被测物体，再通过微波检波器接收并测量微波信号的强度。
微波衰减器用于调节微波信号的强度，以便进行不同强度的测量。
二、实验过程和结果1. 传输实验将微波发生器与微波检波器分别连接到微波导波管的两端，调节发生器的频率和功率，记录检波器的读数。
随着发生器功率的增加，检波器读数也相应增加，说明微波信号能够稳定传输。
2. 反射实验将微波发生器与微波检波器连接到微波导波管的同一端，将导波管的另一端暴露在空气中，调节发生器的功率，记录检波器的读数。
随着功率的增加，检波器读数也增加，表明微波信号在导波管与空气之间发生了反射。
3. 干涉实验将两根微波导波管分别连接到微波发生器和微波检波器上，将两根导波管的另一端合并在一起，调节发生器的功率，记录检波器的读数。
随着功率的增加，检波器读数呈现周期性的变化，表明微波信号在导波管之间发生了干涉。
三、实验结果分析1. 传输实验结果表明，微波信号能够稳定传输，说明微波导波管具有良好的传输特性。
传输实验中，微波信号的强度与发生器功率呈正相关关系，这与微波信号的传输损耗有关。
2. 反射实验结果表明，微波信号在导波管与空气之间发生了反射。
反射实验中，微波信号的强度与发生器功率呈正相关关系，说明反射信号的强度与输入信号的强度相关。
3. 干涉实验结果表明，微波信号在导波管之间发生了干涉。
干涉实验中，微波信号的强度呈现周期性的变化，这与导波管的长度和微波信号的频率有关。
当导波管的长度等于微波信号的波长的整数倍时，干涉现象最为明显。
四、实验总结通过本次微波基本测量实验，我们对微波的传输、反射和干涉等现象有了更深入的了解。
完整微波基本参数测量实验报告
（完整）微波基本参数测量实验报告微波基本参数测量实验报告【引言】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，微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
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，若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发明，是另一标志。
在第二次世界大战中，微波技术得到飞跃发展。
因战争需要，微波研究的焦点集中在雷达方面，由此而带动了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测量等技术的研究和发展。
至今，微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科，又是不断向纵深发展的学科。
【实验设计】一、实验原理1、微波微波是指频率为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。
2、微波的似声似光性微波波长很短，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。
3、波导管波导管是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子。
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实验三复反射系数（复阻抗）测量
121180166 赵琛
一、实验目的
1、了解测量线的基本结构和调谐方法，掌握微波晶体检波律的校
准方法
2、了解驻波测量与阻抗测量的意义与相互关系，熟练掌握用测量
线测量反射系数，即复阻抗的基本方法。
3、熟悉Smith阻抗圆图的应用
4、了解阻抗调配器作用及阻抗调配方法
二、实验原理
参看序言 1.3有关部分，1.5.2谐振式波长计，讲义第四部分YM1124单频点信号发生器，YM3892/YM3892A选频放大器使用说明。
测试框图：
三、实验要求与步骤
1 在测量线后接短路片。
按仪器使用说明正确调试微波信号源，放大器等。
在调试中，一般测量线的探针调节旋钮无需调动，将信号调至最大，并用波长计测出信号源工作频率f，由此计算导波长λg。
2 在测量线后接短路片，用交叉读数法测出各最小点位置Dmin，求导波长λg，并与上面计算得到λg做比较。
3 在测量线后接匹配负载，用直接法测出其驻波系数。
4 在测量线后接膜片+匹配负载，用直接法、二倍最小法、功率衰减法测量其驻波系数，并测出最小点位置，计算该负载的输入阻抗及输入导纳。
功率衰减器的刻度通过查表得到衰减量。
5 取下负载，测量线开口，测一下此时驻波系数ρ及Dmin，计算终端开口时的等效阻抗值。
6 在测量线后接短路片，测量晶体检波律。
四、实验数据与实验分析
1 用频率计算λg。
波长计示数为8.45，波长计型号为9507，查表可得，此时
f=9.3735GHz
a=2.286cm，
带入公式可求得，λg=44.7mm
2 短路法测导波长λg
最小读数法读数：（单位：mm）
与计算得到λg对比：由数据可见，最小读数法测得的λg稍大于计算频率得到的λg，这个是符合预期的，因为这是由于测量线上开槽线的影响，使得在测量线中测得的导波长比不开槽的相同截面举行波导中的导波长要稍微长一点。
因此，测量线测得的波长稍高于波长计测得的波长。
3 用直接法测阻抗匹配时的驻波系数：
分析：可以看出，由于此时阻抗匹配，ρ近似等于1。
但是，由于ρ很小，驻波场最大值和最小值区别不大，且变化不尖锐，导致不易测
准。
此外，直接法的测量还受到了检波晶体的噪声电平以及平方率检波准确性的影响。
此时我们测量时默认晶体检波律是2，但这个数据并不一定准确，在后面分析我们可以看出，这个数据其实很不准确，直接影响了测量准确度。
4，用直接法、二倍最小法、功率衰减法测量不匹配阻抗的驻波系数以及输入阻抗、输入导纳、衰减量
驻波系数：
直接法：
2倍最小法：
功率衰减法：
衰减器型号：02
示数
衰减器刻度：6.12 衰减：
衰减器刻度：9.26 衰减：
7.3
计算输入阻抗与输入导纳:
对于驻波系数ρ，根据后面对晶体检波律的分析，我们可以得出，由于对平方律的修正，取直接法和二倍最小法的修正后的平均，ρ应该为6.2。
以下使用这个数据进行计算。
对于膜片+匹配负载，
Dmin1=132.3 Dmin2=130.2 Dmin=131.3（mm）
对于短路片，前面已经求得，=134.3
=Dmin-=-3(mm)
在精度要求不太高的时候，我们可以利用史密斯圆图求得阻抗。
史密斯圆图见下。
在Dmin左边，查图时按照顺时针旋转（朝向电源），先找到等ρ圆，圆心为=圆图中心，找到最小点Zmin=1/ρ，顺时针转过。
以圆点为矢径，与等ρ圆的交点即可得输入阻抗。
求得归一化阻抗=0.026+j0.45。
归一化导纳=0.13-j2.22
5计算终端开口时的驻波系数及等效阻抗终端开口时：
6测量晶体检波律
Dmin=111.6
相对
计算晶体检波律：
相对
相对
对其求平均值，=1.51，即认为检波律应该是1.51。
分析：由数据可见，检波律误差与平方律有一定偏差，这个会导致之前很多测量不够。
检波律随着环境温度、湿度、时间、振动而变化，也即是说，检波律误差较大。
若将K=1.51带入直接法和二倍最小法，分别测得ρ=6.43和ρ=5.97，则与功率衰减法测得的数据较为接近，符合常规。
五、注意
若驻波系数很小时，为何要求D1、D2不能太接近？
答：若驻波系数很小，最大值和最小值之间距离本来就很小，如果此时仍然D1D2距离很近远小于最大最小之间距离，则D1D2距离会过近，导致误差会非常大。
六、思考题
1用测量线测微波阻抗应注意什么问题？为什么能用测等效参考面阻抗的方法确定待测阻抗？
答：阻抗测量设计相位测量，用测量线的方法测量微波阻抗，需要使用交叉读数法测量导波长，从俄国人测出驻波系数ρ，还需测量出从被测微波元器件的输入端口向信号源方向到达第一个波节点之间的距离。
但由于受到测量线结构限制，探针难以到达距离实际输入端口，难以直接测量，因此需要在探针到达范围内选择等效截面，进而确定。
由于传输线每隔阻抗相等，因此可以再测量线探针到达范围内任选一个合适波节点，作为终端等效截面位置，从而测得待测阻抗。
2 能否从你的所测得数据求出膜片本身阻抗？能否考虑测膜片阻抗其他方法？
答：第四步测量的时候相当于是膜片和匹配负载进行了串联，已知波导系数，并且知道了复反射系数情况下，可以求得膜片+匹配阻抗合成的阻抗，再求得膜片阻抗。
3 试比较实验中所用三种驻波系数测量方法。
答：直接法：应用条件是ρ≤6。
优点是测量相对简单，但是依赖于晶体检波律的准确度，如果平方律不准则误差很大。
应注意：1当ρ很小（小于1.5）时，最大和最小示数区别很小，导致直接法误差很大，此时要多测几组求平均。
2 应让电表指针偏转在满刻度50%以上，从而提高测量精度。
等指示度法：应用条件：ρ＞3-5;当ρ大于6的时候，驻波最大和最小电压相差很大，若驻波最小处电压有偏转，则最大处由于电压较大，会使晶体检波律偏离平方律，从而直接法测量时候会引入较大误差。
测量公式为
因此宽度W和波导长λ的测量精度对于测量结果影响很大。
在测量最小点时，应使用交叉读数法来减小误差。
功率衰减法：任意驻波比均可应用。
这种测量方法的测量精度与晶体检波律、测量放大器的线性无关，而主要取决于衰减器校准精度和测量电路的匹配情况，在测量精度要求高时，应先对电源方向进行匹配，
并选用高精度衰减器。
在测量中，由于要同时调节衰减器并保持放大器示数不变，因此受到了衰减器和测量电路两方面的误差，误差较大。
4测量线后不接负载（终端开口），ρ=∞吗？
答：此时ρ不会无穷大。
因为在实际情况中，或多或少会有一些能量反射回去，从而不会使得驻波系数无穷大。
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