南昌大学微波技术与天线实验报告
微波技术与天线实验三

微波技术与天线实验报告图1.新建HFSS工程图2. 设置求解类型2.创建微带天线模型2.1设置默认的长度单位为mm图3. 设置默认的长度单位为mm 2.2建模相关选项设置图4. 建模相关选项设置2.3 创建参考地在Z=0的XOY面上创建一个顶点位于(-45mm, -45mm),大小为90mm×90mm 的矩形面作为参考地,命名为GND,并为其分配为理想导体边界条件。
2.4 创建介质板模型创建一个长、宽、高为80mm×80mm×5mm的长方体作为介质板层,介质板层的底部位于参考地上,其顶点坐标为(-40,-40, 0),介质板的材料为R04003,介质板层命名为Substrate2.5 创建微带贴片在Z=5的XOY面上创建一个顶点坐标为(-15.5mm,-20.7mm,5mm),大小为30.0mm×41.4mm的矩形面作为微带贴片,命名为Patch,并为其分配理想导体边界条件。
2.6 创建同轴馈线的内芯创建一个圆柱体作为同轴馈线的内芯,圆柱体的半径为0.5mm,长度为5mm,圆柱体底部圆心坐标为(9.5mm,0,0),材质为理想导体,同轴馈线命名为Feed。
2.7 创建信号传输端口面同轴馈线需要穿过参考地面,传输信号能量,因此需要在参考地面GND上开一个圆孔允许能量传输。
圆孔的半径为 1.5mm,圆心坐标为(9.5mm,0,0),并将其命名为port.2.8 创辐射边界表面创建一个长方体,其顶点坐标为(-80,-80,-35),长方体的长宽高为160mm ×160mm×75mm,长方体模拟自由空间,因此材质为真空,长方体命名为Air,创建好这样一个长方体之后,设置其四周表面为辐射边界条件。
、图5 微带贴片天线模型3.设置激励端口设置同轴信号端口面的激励方式为集总端口激励。
4.添加和使用变量添加设计变量Length,初始值为30.0mm,用以表示微带贴片天线的长度,添加设计变量Width,初始值为41.4mm, 用以表示微带贴片天线的宽度,添加设计变量Xf, 用以表示同轴馈线的圆心点的X轴坐标。
微波与天线实验报告.

实验一基本辐射单元方向图一、实验目的基本辐射单元,指的是基本电振子(电偶极子),基本磁振子(磁偶极子),基本缝隙,惠更斯面元等。
它们是构成实际天线的基本单元。
通过本次实验了解这些基本辐射单元在空间产生的辐射场。
二、实验指导实验界面有三个显示区:立体方向图、E面方向图、H面方向图,分别用来显示基本辐射单元在空间产生的辐射场的立体方向图、E面方向图和H面方向图。
界面下端有六个按钮:基本电振子、基本磁振子、基本缝隙、惠更斯面元、Return、Help。
点击按钮基本电振子,则基本电振子的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见基本电振子所辐射的电磁场强度不仅与r有关,而且与观察方向θ有关。
在振子的轴线方向,场强为零;在垂直于振子轴的方向上,场强最大;在其它方向上,场强正比于sinθ。
点击按钮基本磁振子,则基本磁振子的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见基本磁振子所辐射的电磁场的空间图形与基本电振子一样,这是因为基本电振子的辐射是振子上电流产生的辐射与基本磁振子的辐射是振子表面切向磁场产生的磁场是等效的。
点击按钮基本缝隙,则基本缝隙的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见基本缝隙所辐射的电磁场与基本磁振子完全相同,基本缝隙与基本磁振子是等效的。
点击按钮惠更斯面元,则惠更斯面元的方向图在显示区内显示出来,由显示图形可见惠更斯面元所辐射的电磁场在空间是一个对称于面元法线的心脏形方向图。
点击按钮Return,返回天线实验总界面。
实验二对称阵子方向图分析一、实验目的:通过MATLAB编程,熟悉电基本阵子和对称阵子的辐射特性,了解影响对称阵子辐射的因素及其变化对辐射造成的影响二、实验原理:1.电基本振子的辐射电基本振子(Electric Short Dipole)又称电流元,它是指一段理想的高频电流直导线,其长度l远小于波长λ,其半径a远小于l,同时振子沿线的电流I处处等幅同相。
用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线,因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。
微波与天线实践心得

微波与天线实践心得
微波与天线是电子通信领域中非常重要的技术,我将为您提供一些实践心得。
1. 关于微波技术:
微波是指频率在300兆赫兹(GHz)到300千兆赫兹(THz)之间的无线电波。
在微波技术中,需要注意以下几点:
- 微波传输:微波可以在空气、导线、光纤等媒介中传输。
在传输过程中,需要注意信号衰减、反射和折射等问题,以确保信号的质量和稳定性。
- 微波器件:微波技术涉及很多器件,如微波天线、微波放大器、微波滤波器等。
了解这些器件的工作原理和性能参数对于设计和应用微波系统至关重要。
2. 关于天线技术:
天线是将电磁波转换成电信号或将电信号转换成电磁波的装置,其在无线通信中起到至关重要的作用。
以下是一些关于天线技术的实践心得:
- 天线类型:根据应用需求选择适合的天线类型,如定向天线、全向天线、扁平天线等。
不同类型的天线具有不同的辐射特性和增益,需要根据具体场景进行选择。
- 天线安装:天线的安装位置和方向对无线通信质量有很大影响。
在安装过程中,需要考虑避免干扰物、优化信号传播路径和最大化天线的工作效果。
- 天线参数:了解天线的增益、方向性、频率响应等参数对于系统设计和性能评估非常重要。
同时,还需要注意天线的带宽和阻抗匹配等问题。
这些是微波与天线技术的一些实践心得,希望对您有所帮助。
如果您有任何具体的问题或需要更详细的解答,请随时提问。
微波实验-123

第一部分微波技术与天线实验实验一微波功率与频率的测量一、实验目的1.了解微波测量系统的组成、测试仪器的工作原理及测试方法。
2.学会用波长计谐振吸收法测频率,掌握吸收式波长计测取频率值的原理和方法。
3.学会用微瓦功率计测功率。
二、实验要求1.充分作好实验前的预习和准备工作,写出预习报告。
2.实验应严格按照仪器使用说明、测量方法和实验步骤进行操作。
三、预习报告要求1.画出实验仪器和器件连接框图。
2.简述实验目的、实验原理和方法。
3.写出实验步骤,画出数据表格。
四、实验注意事项1.开机前必须将信号源的衰减器置于较大衰减量,否则易烧坏器件。
(注意:面板标注“功率”,则向左旋,衰减增大;面板标注“衰减”,则向右旋,衰减增大。
)2.拆接器件时,将信号源工作方式置“外调制”,不要随意关电源。
3.连接器件时,注意波导口方向。
五、实验原理微波信号发生器是由高频部分、调制部分、功率指示器部分、频率显示及衰减显示部分组成。
高频部分是由体效应振荡器、截止式衰减器二个单元组成。
体效应振荡器采用砷化镓体效应二极管作为振荡管,在外加直流偏压的瞬时,所产生的尖峰脉冲电流能量,被不断用来激发谐振腔。
当高频电源送来高频电压加到体效应管上,在谐振腔产生相应射频电压,腔体的输出耦合孔直接耦合输出,经过环流器送到调制器与脉冲形成电路进行调制,从而完成对微波信号的脉冲调幅,工作状态选择电路控制输出状态。
当工作状态选择按键置“等幅”时,信号源输出微波信号,输出功率可直接用微瓦功率计测得,输出信号频率可用外接的波长计测得,也可校对信号源频率显示是否准确。
当工作状态选择按键置“方波”或“脉冲”时,则输出微波调幅信号。
仪器采用PIN调制器来实现微波信号的脉冲幅度调制,整个调制部分是由一套脉冲形成电路及一个PIN调制器构成,由脉冲形成电路产生一系列的脉冲信号,驱动PIN 调制器,从而完成对微波信号的脉冲调制。
图1-1 简单的微波测量系统框图六、实验系统简介一般常用的微波测量系统如图1-1所示。
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。
微波技术与天线考察报告

《微波技术与天线》课程考察报告学院:计算机科学与技术学院专业:通信工程班级:通信09-2班姓名:侯永超学号:310909020213指导老师:许焱平绪论1.微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理论是经典的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用克希霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压和电流的时空变化规律,分析电压和电流的各种传输特性。
2.微波的定义:把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300MHz ~3000GHz 。
在整个电磁波谱中,微波介于超短波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下,微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
3.微波具有如下主要特点:(1)似光性;(2)穿透性;(3)宽频带特性;(4)热效应特性;(5)散射特性;(6)抗低频干扰特性;(7)视距传输特性;(8)分布参数的不确定性;(9)电磁兼容和电磁环境污染。
4.微波技术的主要应用:(1)在雷达上的应用;(2)在通讯方面的应用;(3)在科学研究方面的应用;(4)在生物医学方面的应用;(5)微波能的应用。
f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波波宇宙射线频射频波外线射线射线第一章 均匀传输线理论1.微波传输线是用以传播微波信息和能量的各种形式的传输系数的总称,它的作用是引导电磁波沿一定方向传输,因此又称为导波系统,其所引导的电磁波被成为导行波。
微波传输线可以分为三种类型,第一类是双导体传输线,第二类是均匀填充介质的金属波导管,第三类是介质传输线。
微波技术与天线实验.

《微波技术与天线》实验一、实验目的:学会利用MATLAB 软件进行微波技术与天线的仿真,通过实验提高学生实际动手和编程能力,加深对基础知识的理解。
二、实验内容:1. 特性阻抗为Z0=150Ω的均匀无耗传输,终端接有负载100350j Z L +=Ω,用4/λ阻抗变换器实现阻抗匹配(如图所示),试计算4/λ阻抗变换器的特性阻抗Z01及离终端距离(设1=λ)。
2.利用MATLAB 分别绘出对于无耗传输线阻抗zjZ Z z jZ Z Z z Z L L in ββtan tan )(000++=的实部、虚部关于长度z 的图形,已知频率Hz f 9102⨯=,10120j Z L +=。
3.利用教材53页公式:导带厚度不为零(0≠t )的特性阻抗的近似公式为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫⎝⎛⋅+⋅⋅+=27.61818141ln 3020m m m Z r πππε (2–83)式中 tb wt b w m -∆+-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-∆n x b w x x x x x t b w 1.1/0796.02ln 5.01)1(2π (2–84) xx n -+=13/212 ; b tx = 画出r Z ε0关于w/b 的关系(t/b 取不同值时)。
4.利用MA TLAB 软件编程:求下图网络的[A]矩阵和[S]矩阵,设10==Y Y ,4/21πθθ==。
完成后发至sunxbcg68@《微波技术》实验报告学院:电子与信息工程学院专业:通信工程班级:_______姓名:_______学号:_______实验一阻抗匹配实验一、实验目的:学会利用MATLAB软件进行微波技术方面的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力,为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容:利用MATLAB软件编程求解下面问题:1.特性阻抗为Z0=150Ω的均匀无耗传输线, 终端接有负载Z l=250+j100Ω, 用λ/4阻抗变换器实现阻抗匹配(如图所示), 试求λ/4阻抗变换器的特性阻抗Z01及离终端距离(可设λ=1)。
微波技术与天线实验报告

�����
=
2.65代入式子,可以计算出微带天线矩形
贴片的宽度,即
w = 46.26mm
(2)、有效介电常数ε������ 把h = 3mm w = 46.26mm ε������ = 2.65代入,可计算出有效介电常数,即
ε������ = 2.444 (3)、辐射缝隙的长度∆L
把h = 3mm w = 46.26mm ε������ = 2.444代入式子,可以计算出微带天线辐射 缝隙的长度,即
五、HFSS 的实验结果 根据之前的参数设计得出的 HFSS 模型如图.2,进行仿真后的结果如图.3。查
看天线信号端口回波损耗(即 S11)的扫频分析结果,给出天线的谐振点。生成 如图所示的 S11 在 1.8~3.2GHz 频段内的扫频曲线报告。从图中可以看出,当 S11 最小时,频率是 2.36GHz。
������
=
0.412ℎ
(������������ (������������
+ −
0.3)(���ℎ��� + 0.264) 0.258)(���ℎ��� + 0.8)
对于同轴线馈电的微带贴片天线,在确定了贴片长度L和宽度������之后,还需要确
定同轴线馈电点的位置,馈电点的位置会影响天线的输入阻抗,在微波应用中通
算结果就可以达到足够的准确,因此设计中参考地的长度������������������������和宽度������������������������只需 满足以下两式即可
������������������������ > L + 6h ������������������������ > w + 6h
标(������������, ������������),即
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实验报告实验课程:微波技术与天线学生姓名:学号:专业班级:2011年 6月3日目录实验一微波测量系统的认识及功率测量实验二微波波导波长、频率的测量、分析和计算实验三微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算实验四微波网络参数的测量、分析和计算实验一微波测量系统的认识及功率测量一、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。
二、实验内容:1、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、调配器/ 衰减器/隔离器、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2、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3、功率测量按图1-1 所示连接微波测量系统,在终端处接上微波小功率计探头,接通电源开关,调整衰减器,观察微波功率计指示并作相应记录。
三、实验数据及处理1、实验数据如下表:2、衰减器指示与功率指示的关系曲线四、思考题简述微波小功率计探头的工作原理。
微波小功率计功率探头的主体是一个铋、锑热电堆,这是将金属铋和锑用真空喷镀法镀在介质片上(介质基片可用云母、涤纶、聚烯亚胺等材料)形成热电堆后,放在波导或同轴电场最强处,它即是终端吸收负载,又是热电转换元件。
所以作为终端负载,它的阻值必须与传输线的等效阻抗相匹配。
当微波功率输出时,热电耦吸收微波功率使热电堆的热节点温度升高,这就与冷节点产生温差而形成温差电动势,它产生的直流电动势与输入微波功率是成正比的。
热电堆输出的直流讯号是很薄弱的,指示器经直流放大后再作功率指示。
实验二微波波导波长、频率的测量、分析和计算一、实验目的(1)学会微波测量线的使用;(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、实验原理进行微波测量,首先必须正确连接与调整微波测量系统。
图1-1 示出了实验室常用的微波测试系统。
系统调整主要指信号源和测量线的调整,以及晶体检波器的校准。
信号源的调整包括振荡频率、功率电平及调制方式等。
本实验主要讨论微波测量线的调整和晶体检波器的校准。
1.测量线的调整测量线是微波系统的一种常用测量仪器,它在微波测量中用途很广,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。
由于耦合探针伸入传输线而引入不均匀性,其作用相当于在线上并联一个导纳,从而影响系统的工作状态。
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的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=CU n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10 μA)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:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g d U U λπ2sin max 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ng d C I ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λπ2sin 根据上式就可以用实验的方法得到图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。
因此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zmin 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z1,z2,z3,z4 … 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 423421z z z z z z z z g λ 由教材内容(见习题2-5) ,工作波长与波导波长有如下关系:22c g cg λλλλλ+=式中,λ c 为截止波长。
一般波导工作在主模状态,其λ c =2a 。
本实验中波导型号为BJ-100,其宽边为a =22.86 mm ,代入上式计算出工作波长。
于是信号源工作频率由下式求得:λ8103⨯=f另外,信号源工作频率亦可用吸收式频率计测量。
三、实验步骤1. 开通测试系统① 按图1-1所示连接微波测量系统,终端接上短路负载。
② 打开信号源、选频放大器的电源,将信号源设置在内调制(方波)状态,将衰减器调整到合适位置。
③ 在开槽测量线终端接短路负载后,调节整个探头(旋动测量线上的大旋钮)使内部探针耦合匹配,直到选频放大器输出指示最大。
④ 反复调整输出衰减器、探头活塞位置等,通过选频放大器指示,确定测量线工作在比较灵敏的最佳状态。
2. 波导波长测量从负载端开始旋转测量线上整个探头位置(内含探针),使选频放大器指示最小,此时即为测量线等效短路面,记录此时的探针初始位置,记作z min0 ,并记录数据;② 继续旋转探头(由负载向信号源方向)位置,可得到一组指示最小点位置z1,z2,z3,z4 ,反复测3次,记入表1;③ 将数据代入式(2-4),计算出波导波长,并换算成频率。
④ 用频率计测量信号源工作频率:吸收式频率计连在信号源与检波器之间。
当吸收式频率计失谐时,微波能量几乎全部通过频率计,此时选频放大器指示最大。
慢慢调节吸收式频率计,当调至频率计谐振状态时,一部分能量被频率计吸收,使选频放大器指示出现明显减小并达最小处,此时读得吸收式频率计上指示的频率(频率计上两红线之间的刻度读数)即为信号源工作频率,反复测3次,记入表2 。
可将测量结果(取其平均值)与用波导波长换算的结果进行比较。
四、数据记录及分析1Z = 112.03mm Z2=135.34mm Z3=157.95mm根据式⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+-=0min 10min 20min 32332z z z z z z g λ 算出波导波长g λ=45.33mm再由式22c gcg λλλλλ+=(c λ=2a=45.72mm)和λ8103⨯=f 算出工作波长λ=33.1474mm工作频率9103725.9⨯=f Hz=9.3725GHz吸收式频率计上指示的频率见下表:3321f f f f ++==9.378GHz 由此可见吸收式频率计上指示的频率与计算出的工作频率近似相等。
五、思考题测量线为什么在波导中心线开槽?微波测量线是测量波导中微波电场分布的精密仪器。
它的结构是一段在宽边中心线上开槽的波导管和可沿槽线滑动的探针。
它在微波测量中用途很广,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、传动装置三部分组成。
由于耦合探针伸入传输线而引入不均匀性,其作用相当于在线上并联一个导纳,从而影响系统的工作状态。
为了减少其影响,测试前必须仔细调整测量线。
所以只有在波导中心线开槽,才能保证驻波、阻抗、相位、波长等参数的测量准确性,否则会引起误差。
实验三 微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算一、实验目的(1) 学会驻波比的测量、分析和计算; (2) 学会反射系数的测量、分析和计算; (3) 学会输入阻抗的测量、分析和计算。
二、实验原理在任何的微波传输系统中,为了保证传输效率,减少传输损耗和避免大功率击穿,必须实现阻抗的匹配。
描述系统匹配程度的参数有电压驻波比和复反射系数。
1、驻波比及反射系数的测量由教材第一章微波传输线理论,传输线上的驻波比与波节点、波腹点的关系为minmaxminmax I I UU ==ρ 一般实际测量为多个数据,则 在平方律检波,即n = 2时nnI I I I I I UU min 2min 1min max 2max 1max minmax . ++++==ρ在n ≠2时⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++==nn I I I I I I n UU min max 2min 2max 1min 1max minmax 1 ρ 而终端复反射系数的模值|Γl| 与驻波比有如下关系:11+-=Γρρl 终端反射系数的相位φl 与节点位置z minn 有以下关系:()412n 4min g l g nz λφπλ++= 根据波导主模特性阻抗ZTE10 及测得的驻波比ρ和第一波节点位置z min1 可得终端负载阻抗为(参见教材中习题1.3)1min 1min tan tan 110z j z j Z Z TE l βρβρ--=其中,()22112010a Z TE λπ-=g λπβ2=根据以上公式就可以利用测量线测得驻波比、复反射系数,进而算出输入阻抗和负载阻抗。
三、实验步骤1. 等效参考面的选取与波导波长的测量 (1)同实验二 ,将测量线调至最佳工作状态;(2)同实验二 ,终端接短路片,从负载开始,旋转测量线上的探针位置,使选频放大器指示最小,此时即为测量线等效短路面,记录此时的探针初始位置,记作 zmin0 ,并记录数据 ;(3)同实验二的方法测出波导波长。
相应测量数据记入表1 。
2. 驻波比测量终端接上待测负载,探针从zmin0 开始向信号源方向旋转,依次得到指示最大值和最小值三次,记录相应的读数,即得相应的Umin (或Imin) 和Umax(或Imax) ,数据记入表2 (若指示表的刻度是电流,则可通过检波器的校准曲线查得电压值)。