微波综合实验
微波实验报告
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。
微波实验指导(终)
实验一 系统设备简介、频率测量一、 实验目的：1通过实验使得学生熟悉、了解实验所用设备及附件的性能、用途等。
2 掌握用频率计测量频率的方法。
二、 实验所用设备及方框图（设备详细介绍见附录2）本实验所用设备及附件为YM1123信号发生器；YM3892选频放大器；波导/同轴转换器；PX16频率计；晶体检波器，其连接方框图如下：图 1三、频率测量的实验步骤：1按方框图连接好实验系统。
2 检查实验系统准确无误后，打开选频放大器，将增益开关置于40~60分贝档。
3 打开信号发生器，圆盘刻度置于100档，重复频率量程置于100处，设备右上角←、→置于档，这时即有了输出，输出功率的大小用衰减旋纽调节。
4 观察选频放大器，若指示太小，调节晶体检波器和选频放大器增益调节，原则上使选频放大器指针指示在满刻度的4/5上，调节频率计，找到频率计的吸收峰值，观察这时频率计的刻度值，此值即为所测的频率值。
5 关闭设备，整理好附件。
6 数据整理，写出实验报告。
实验二 波导波长的测量一、 实验目的1 掌握使用“中值法”测量最小值的方法。
2 掌握波导波长的测量方法。
3 熟练掌握微波成套设备的使用。
二、 实验原理波导波长是用驻波测量线进行测量的，驻波测量线可测出波导中心电场纵轴的分布情况，在矩形波导中：g λ=（1）其中c λ为截止波长，0λ为自由空间波长。
'''2222(()/2g D D D λ==+cλ=对截止波长：m=1,n=0; 2c a λ=我们知道相邻两个电场的最小点（或最大点）间的距离为半个波长。
如图所示：EE 121221E图 2测量波导波长时，利用测量线决定相邻两个电场的最小点（或最大点），就可以计算出波导波长g λ。
测量波导波长时，由于电场的最小值的变化比最大值尖锐，因此往往采用测量两个电场最小值的位置来计算，即：212()g D D λ=- （2）为了测量电场最小值的位置，常常采用中值读数法，具体方法为在最小值附近找出极小值，例如找到'1D 和''1D 来确定1D 的位置，找到''2D 和'2D 来确定2D 的位置，公式为 '''111()/2D D D =+ （3）'''222()/2D D D =+ （4） 三、 实验原理框图图 3四、 实验步骤：1 按方框图连接设备极其附件。
微波光学实验报告
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------微波光学实验报告微波光学实验报告一、实验目的与实验仪器 1.实验目的（1）学习一种测量微波波长的方法。
（2）观察微波的衍射现象并进行定量测量。
（3）测量微波的布拉格衍射强度分布。
2.实验仪器微波分光仪、分束玻璃板、固定和移动反射板、单缝板、双缝板、模拟晶体等。
二、实验原理（要求与提示：限 400 字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）微波是一种波长处于 1mm~1m 之间的电磁波，范围为3×102~3×105MHz 之间。
微波也具有衍射、干涉等性质。
1.用微波分光仪（迈克尔逊干涉仪）测微波波长用迈克尔逊干涉仪测波长光路图如上。
设微波波长为λ，若经 M1 和 M2 反射的两束波波程差为Δ，则当满足Δ = kλ（k = ±1，±2，…）时，两束波干涉加强，得到各级极大值；当满足Δ =（k + ）λ（k = 0，±1，±2，…）时，两束波干涉减弱，得到各级极小值。
1/ 13将反射板 M2 沿着微波传播的方向移动 d，则波程差改变了 2d. 若从某一极小值开始移动可动反射板 M2，使接收喇叭收经过 N 个极小值信号，即电流示数出现 N 个极小值，读出 M2 移动的总距离 L，则有：2L = N·λ从而λ=由此可见，只要测定金属板位置的该变量L 和出现接收到信号幅度最小值的次数 N，可以求出微波波长。
2.微波的单缝衍射实验当微波入射到宽度和其波长差不多的一个狭缝时，会发生衍射现象。
在狭缝后面的衍射屏上出现衍射波强度不均匀，中央最强且最宽，从中央向两边微波衍射强度迅速减小。
当θ = 0 时，衍射波强度最大，为中央零级极大；其他次级强所在位置为：asinθ = ±（k + ）λ（k = 1，2，…）暗条纹位置为：asinθ = kλ （k = ±1，±2，…）式中 a 为单缝的宽度。
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。
微波实验实验报告
微波实验实验报告姓名：杜文涛班级：05116班学号：050489班内序号：08指导老师：徐林娟实验四微带功分器一、实验目的：1）掌握微波网络的S参数；2）熟悉微带功分器的工作原理及其特点；3）掌握微带功分器的设计与仿真。
二、实验原理：功分器是一种功率分配元件，它是将输入功率分成相等或不相等的几路功率，当然也可以将几路功率合成，而成为功率合成元件。
在电路中常用到微带功分器。
下图是二路功分器的原理图。
图中输入线的阻抗为Z0，两路分支线的特性阻抗分别为Z02 和Z03，线长为λg/4，λg/4 为中心频率时的带内波长。
图中R2 和R3 为负载阻抗，R为隔离电阻。
对功分器的要求是：两输入口2 和3 的功率按一定比例分配，并且两口之间互相隔离，当2，3 口接匹配负载时，1 口无反射。
下面根据上述要求，确定Z02, Z03,R2,R3 及R 的计算式。
设2 口，3 口的输出功率分别为P2，P3，对应的电压为V2，V3。
根据对功分器的要求,则有P3=k2P2|V3|2/R3=k2|V2|2/R2式中k 为比例系数。
为了使在正常工作时，隔离电阻R 上不流过电流，则应V3=V2于是得R2=k2R3若取R2=kZ0则R3=Z0/k因为分支线为λg/4，故在1 入口处的输入阻抗为：Z in2=Z022/R2Z in3=Z032/R3为使1 口无反射,则两分支线在1 处的总输入阻抗应等于引出线的Z0,即Y0=1/Z0= R2 /Z022 +R3 /Z032若电路无损耗,则|V1|2/ Z in3 =k2|V1|2 /Z in2式中V1 为1 口处的电压所以Z02 = k2 Z03Z03 =Z0[(1+ k2)/k3]0.5Z02=Z0[(1+ k2)k]0.5下面确定隔离电阻R 的计算式。
跨接在端口2，3 间的电阻R，是为了得到2，3 口之间互相隔离的作用。
当信号1 口输入，2,3 口接负载电阻R2 ,R3 时，2,3 两口等电位，故电阻R 没有电流流过，相当于R 不起作用；而当2 口或3口的外接负载不等于R2 或R3 时，负载有反射，这时为使2,3 端口彼此隔离，R 必有确定的值，经计算R= Z0(1+ k2)/k 图中两路带线之间的距离不宜过大,一般取2~3 带条宽度,这样可使跨接在两带线之间电阻的寄生效应尽量小.为了匹配需要在引出线Z0与2，3端口之间各加一段λg/4阻抗变换段。
微波实验报告波导波长测量
篇一：电磁场与微波实验报告波导波长的测量电磁场与微波测量实验报告学院：班级：组员：撰写人：学号：序号：实验二波导波长的测量一、实验内容波导波长的测量【方法一】两点法实验原理如下图所示：按上图连接测量系统，可变电抗可以采用短路片。
当矩形波导（单模传输te10模）终端（z＝0）短路时，将形成驻波状态。
波导内部电场强度（参见图三之坐标系）表达式为：e ＝ey ＝e0 sin（?xa） sin?z在波导宽面中线沿轴线方向开缝的剖面上，电场强度的幅度分布如图三所示。
将探针由缝中插入波导并沿轴向移动，即可检测电场强度的幅度沿轴线方向的分布状态（如波节点和波腹点的位置等）。
yz两点法确定波节点位置将测量线终端短路后，波导内形成驻波状态。
调探针位置旋钮至电压波节点处，选频放大器电流表表头指示值为零，测得两个相邻的电压波节点位置（读得对应的游标卡尺上的刻度值t1和t2），就可求得波导波长为：?g ＝ 2 tmin－tmin由于在电压波节点附近，电场（及对应的晶体检波电流）非常小，导致测量线探针移动“足够长”的距离，选频放大器表头指针都在零处“不动”（实际上是眼睛未察觉出指针有微小移动或指针因惰性未移动），因而很难准确确定电压波节点位置，具体测法如下：把小探针位置调至电压波节点附近，尽量加大选频放大器的灵敏度（减小衰减量），使波节点附近电流变化对位置非常敏感（即小探针位置稍有变化，选频放大器表头指示值就有明显变化）。
记取同一电压波节点两侧电流值相同时小探针所处的两个不同位置，则其平均值即为理论节点位置：1tmin ＝ ? t1 ? t2 ?2最后可得?g ＝ 2 tmin－ tmin （参见图四）【方法二】间接法矩形波导中的h10波，自由波长λ0和波导波长?g满足公式：?g ＝???? 1 ? ? ??2a?2其中：?g＝3?108/f，a＝2.286cm通过实验测出波长，然后利用仪器提供的对照表确定波的频率，利用公式cλ0=确定出λ0，再计算出波导波长?g。
微波实验报告
微波实验报告微波实验报告引言：微波是一种电磁波，波长在1mm到1m之间，频率范围为300MHz到300GHz。
微波在通信、雷达、医学、食品加热等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和观察，了解微波的特性和应用。
实验一：微波传播特性实验目的：观察微波在不同介质中的传播特性。
实验器材：微波发生器、微波接收器、不同介质样品（如玻璃、木头、金属等）。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将不同介质样品放置在微波传播路径上，观察微波的传播情况。
实验结果：观察到微波在不同介质中的传播情况不同。
在玻璃中，微波能够较好地传播，而在金属中，微波会被完全反射或吸收。
实验二：微波反射和折射实验目的：观察微波在不同介质间的反射和折射现象。
实验器材：微波发生器、微波接收器、反射板、折射板。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将反射板放置在微波传播路径上，观察微波的反射情况。
3. 将折射板放置在微波传播路径上，观察微波的折射情况。
实验结果：观察到微波在反射板上会发生反射，反射角等于入射角。
在折射板上，微波会发生折射，根据折射定律，入射角和折射角之间存在一定的关系。
实验三：微波干涉实验目的：观察微波的干涉现象。
实验器材：微波发生器、微波接收器、干涉板。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将干涉板放置在微波传播路径上，观察微波的干涉情况。
实验结果：观察到微波在干涉板上会出现明暗相间的干涉条纹。
根据干涉现象的特点，可以推测微波是一种具有波动性质的电磁波。
实验四：微波加热实验目的：观察微波对物体的加热效果。
实验器材：微波发生器、微波接收器、食物样品。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将食物样品放置在微波传播路径上，观察微波对食物的加热效果。
实验结果：观察到微波对食物样品有较好的加热效果，食物在微波的作用下能够迅速加热。
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。
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2.双缝干涉实验
平面微波垂直投射到双缝的铝板上时，由惠更斯原
理可知会发生干涉现象。当
d
sin
k
1 2
,k
0,1,
2...
时为干涉相消（强度为极小），当
d sin k, k 0, 1, 2...
时为干涉相长（强度为极大）。
以上两式中，d=a+b，a,b分别为缝宽和缝间间距， 见下图：
双缝干涉示意图
3.布喇格衍射实验
晶体是由离子、原子、分子在三维空间周期性排 列而成。当波束射到晶面上时，相应地每一个晶面都 将发生反射。当
2d sin k, k 0,1, 2...
时，两波同相位，相互加强。上式称为布拉格公式， 式中d为晶面间距，与双缝干涉中的d不同。
由该式可知发生布拉格衍射的条件是 k 1 。 k=1 时， d 就是此条件。在实验过程中2，d 只要满足
0
1
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6
4
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3 10
110面
电流 (μA)
0
2
4
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0
1
5 16 32 36
改变入射角，每隔2o测一次数据。
画出衍射角曲线，并求出相应的衍射角。
（晶格常数a=40mm，波长为32mm）
实验数据表格
单缝衍射实验数据
角度 -70 -68 -66 -64 -62 -60 -58 -56 -54 -52 -50 -48 -46 -44 -42
电流 (μA)
0
0
0
0
0
1
1
1
2
2
实验原理
1.单缝衍射实验
将平面微波垂直地投射到一块开有缝的铝板上，
根据波动光学的结果，其强度分布为：
I
( )
I0
sin 2 u2
u
,
u
a
sin
当 =0时，u=0，此时衍射波强度最大为I0 ，是
中央主极大。
其他次级大的位置由下式给出：
a
sin
k
1 2
,
k
1,
2,
3...
暗条纹的位置为：
asin k, k 1, 2...
微波综合实验
实验摘要
微波是种特定波段的电磁波，其波长范围 大约为1mm～1m。与普通电磁波一样， 微波也存在反射、折射、干涉、衍射和偏 振等现象。但因为其波长、频率和能量具 有特殊的量值，微波表现出一系列即不同 于普通无线电波，又不同于光波的特点。 微波的波长比普通的电磁波要短得多，因 此，其发生、辐射、传播与接收器件都有 自己的特殊性。它的波长又比X射线和光 波长得多，如果用微波来仿真“晶格”衍 射，发生明显衍射效应的“晶格”可以放 大到宏观的尺度。
双缝干涉实验
按单缝衍射步骤进行（使缝宽a=40mm,间 隔b=49mm）。
应用公式计算比较出相长干涉角和相消干涉 角，与实验求出的相应角度进行比较。
布喇格衍射实验
将模拟晶体排成方形点阵，放在圆盘上，使 待侧面法线与圆盘上0o垂直，并固定。
转动圆盘，使固定臂指针指在某一角度即入 射角，将活动臂转至反射角方向，使反射角 等于入射角，读出微安表读数。
86
90
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24
12
角度 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48
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0
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角度 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70
电流 (μA)
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双缝干涉实验数据
2
布拉格公式，可以有不止一群平面入射微波产生反射， 因此对某群平面作相对强度θ 的关系曲线时，较弱的
反射峰可以作为背景存在。
d=2 a (110平面群)
Q
P
R
N
M
d=a (100平面群)
T S
图5 布拉格衍射示意图
接收
发射
图1 微波分光计
实验内容与步骤
准备工作
将微波分光仪的工作电流选择在预热档，接通电源， 预热20min。然后拨向等幅档，调整工作电流及衰 减器，使微安表读数适中。调节接收喇叭，使两喇 叭对正，使之接受信号最大。本实验的微波波长为 32mm。
单缝衍射实验
将固定臂和活动臂的指针分别指向180o和0o 线处。
装上单缝板，使其表面与圆盘上的90o线重 合，缝宽控制在70mm。
衍射角从0o开始，转动活动臂，每隔2o记录 一次表头读数，做到70o为止，左右各一次。
画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，求 出一级极大和一级极小，并且与理论计算出 来的相应角度进行比较。
电流 (μA)
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78
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3
3 18 48 66 70 25 0 19 48
角度 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70
电流 (μA)
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2
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3
布喇格衍射实验数据
角度 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
100面
电流 (μA)
角度 -70 -68 -66 -64 -62 -60 -58 -56 -54 -52 -50 -48 -46 -44
电流 (μA)
0
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0
0
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3
8 21 30 20 6
角度 -40 -38 -36 -34 -32 -30 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14
电流 (μA)
实验目的
◦ 了解微波分光仪的结构，学会调整它并能 用它进行实验
◦ 进一步认识电磁波的波动性，测量并验证 单缝衍射，双缝干涉，及布喇格衍射的实 验规律。
◦ 学会如何利用实验理论，通过比较理论结 果与实验结果得出实验结论的方法。
仪器介绍
5 4
7 6
10
9
12
3 2
1
8
11
1 固态源电源 2 发射喇叭 3 固态源 4 接收喇叭 5 衰减器 6 检波器 7 微安表 8 活动臂 9 指示角度指针 10 试样台 11 仪器调平螺丝 12 固定臂
0
0
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9
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角度 -40 -38 -36 -34 -32 -30 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12
电流 (μA)
0
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2
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7 20 36 36 40
角度 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
电流 (μA)
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角度 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16
电流 (μA)
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角度 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46