微波与天线实验报告
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。
微波与天线实验报告
微波与天线实验报告微波与天线实验报告引言：微波与天线是无线通信领域中非常重要的技术。
微波是指频率范围在1GHz至300GHz之间的电磁波，它在通信、雷达、卫星通信等领域得到广泛应用。
天线是将电磁波转换为电信号或将电信号转换为电磁波的装置，它在无线通信中起到传输和接收信号的关键作用。
本实验旨在通过实际操作，深入了解微波与天线的原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是通过实际操作，掌握微波与天线的基本原理和实验方法，了解它们在无线通信中的应用。
二、实验设备与材料1. 微波信号发生器2. 微波天线3. 微波功率计4. 微波频谱仪5. 微波衰减器6. 微波衰减器控制器7. 微波衰减器电源8. 射频线缆9. 各种连接线缆10. 计算机三、实验步骤与结果1. 实验一：微波信号发生器的调试与测量a. 将微波信号发生器与微波功率计通过射频线缆连接。
b. 打开微波信号发生器和微波功率计，调节微波信号发生器的频率和功率，观察微波功率计的读数变化。
c. 记录不同频率和功率下的微波功率计读数，并绘制频率与功率的关系曲线。
2. 实验二：微波天线的特性测量a. 将微波天线与微波信号发生器通过射频线缆连接。
b. 调节微波信号发生器的频率和功率，观察微波天线的辐射特性。
c. 测量不同频率和功率下微波天线的增益、方向性等参数，并绘制相应的特性曲线。
3. 实验三：微波天线的阻抗匹配a. 将微波天线与微波信号发生器通过射频线缆连接。
b. 调节微波信号发生器的频率和功率，观察微波天线的阻抗匹配情况。
c. 根据实验结果，调整微波天线的结构和参数，实现最佳的阻抗匹配效果。
四、实验结果分析通过实验一，我们可以得到微波信号发生器的频率与功率的关系曲线，从而了解微波信号发生器的工作特性。
实验二则帮助我们了解微波天线的辐射特性，如增益、方向性等参数，这对于无线通信系统的设计和优化至关重要。
实验三则是为了实现微波天线的阻抗匹配，阻抗匹配的好坏直接影响到系统的传输效率和性能。
微波实验天线特性的测量实验报告
天线特性的测量实验报告一、实验目的1．了解天线的基本特性参数 2.测量天线的频率特性，方向图3.了解鞭状天线、八木天线、壁挂天线等的构造及特性 4．学会用频谱仪测量天线的方向图。
二、实验仪器1．鞭状天线、八木天线、壁挂天线。
（选购）2．微波信号源。
（选购或用锁相源、跟踪振荡器等代替） 3．频谱仪。
（标配） 4. 频谱分析仪 三、天线测量原理天线是向空间辐射电磁能量，实现无线传输的重要设备。
天线的种类很多，常见天线分为线天线和面天线两大类。
高频、超高频多用线电线，微波常用面天线。
每一类天线又有很多种，常见的线天线，有鞭状天线、八木天线、偶极子天线等。
常见的面天线有抛物面天线、喇叭口天线等。
天线的基本参数有天线方向图 ，主瓣波束宽度、旁瓣电平、带宽、前后向比、极化方向、天线增益、天线功率效率、反射系数、驻波比、输人阻抗等等。
本实验对天线的方向图进行测试。
天线向空间辐射电磁能量，在不同的方向辐射的电磁能量的大小是不相同的，将不同方向天线辐射的相对场强绘制成图形，称为天线方向图。
1 方向图函数和方向图天线的最基本特性是它的方向特性。
对发射天线来说，方向特性通常是表示在相同距离条件下天线的远区辐射场与它的空间方向之间的关系。
描述天线的方向特性，最常用的是方向图函数和方向图。
方向图函数是定量表示远区天线辐射能量在空间相对分布情况的一个参数，通常是指远区同一距离处天线辐射场强(或能流密度)的大小与方向坐标关系的函数。
若用图形把它描绘出来，便是天线方向图。
其中表示场强大小与方向关系的，称为场强振幅方向图，表示能流密度大小与方向关系的，称为功率方向图。
习惯上又把场强振幅方向图简称为场强方向图，或进一步简称为方向图。
把场强振幅方向图函数用),(θf 表示，或进一步简写成f (,)θϕ。
把最大值为1的方向图称为归一化方向图。
把归一化场强振幅方向图函数用F(,)θϕ表示，或进一步简写成F(,)θϕ。
方向图一般是三维立体图形。
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
微波技术与天线 实验报告
微波技术与天线实验报告微波技术与天线实验报告引言：微波技术和天线是现代通信领域中不可或缺的重要组成部分。
微波技术的应用范围广泛，包括无线通信、雷达、卫星通信等领域。
而天线作为微波信号的收发器，起到了关键的作用。
本实验旨在通过实际操作和测量，探索微波技术与天线的基本原理和应用。
实验一：微波信号的传输特性测量在本实验中，我们使用了一对微波发射器和接收器，通过测量微波信号的传输特性，来了解微波信号在传输过程中的衰减和干扰情况。
首先，我们将发射器和接收器分别连接到示波器上，并设置合适的频率和功率。
然后，将发射器放置在一个固定位置，接收器在不同距离上进行测量。
通过记录示波器上的信号强度，并计算出衰减值，我们可以得到微波信号在传输过程中的衰减情况。
实验结果表明，在传输距离增加的情况下，微波信号的强度逐渐减弱，呈指数衰减的趋势。
同时，我们还观察到在某些距离上，微波信号受到了干扰，出现了明显的波动和噪声。
这些干扰可能来自于周围的电磁辐射或其他无线设备的干扰。
实验二：天线的性能测量在本实验中，我们选择了不同类型的天线，并通过测量其增益、方向性和波束宽度等参数，来评估天线的性能。
首先，我们使用一个定位器来确定天线的指向性。
通过调整定位器的方向，观察信号强度的变化，我们可以确定天线的主瓣方向。
然后，我们通过改变接收器的位置和角度，测量不同方向上的信号强度，从而计算出天线的增益。
实验结果表明，不同类型的天线具有不同的性能特点。
某些天线具有较高的增益和较窄的波束宽度，适用于需要远距离传输和精确定位的应用。
而其他天线则具有较宽的波束宽度，适用于覆盖范围广泛的通信需求。
实验三：微波技术在通信领域的应用微波技术在通信领域有着广泛的应用。
其中，微波通信是最为常见和重要的应用之一。
通过使用微波信号进行通信，可以实现高速、稳定的数据传输。
微波通信广泛应用于无线网络、卫星通信和移动通信等领域。
此外，微波雷达也是微波技术的重要应用之一。
北邮电磁场与微波实验天线部分实验报告一
信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告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（重点观察谐振点与天线电径的关系）二、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。
三、实验数据：1、直径=1mm时：四分之一波长谐振点为662.3-13j二分之一波长谐振点为38.43-3.68j实验图示如下：2、直径=3mm时：二分之一波长谐振点为32.71-1.5j 四分之一波长谐振点为284.9-3.31j实验图示如下：3、直径=9mm时：二分之一波长谐振点为26.62-1.44j 四分之一波长谐振点为131.8-2.16j实验图示如下：四、分析结果实际测量结果与理想的阻抗图仍有一定差别，理想状态下，天线的阻抗原图应该是一个中心在正实轴某处的一个规则的圆，但实际结果发现天线的阻抗原图不是很规则，随着频率的增加，其阻抗特性成非线性变化。
由实验结果可以看出，对于相同材质，振子天线的直径越粗，谐振点输入阻抗越小，网络反射系数越小，回波损耗越小，越容易和馈线匹配，天线的工作频率范围就越宽。
天线的阻抗随着频率的变化不断变化，频率范围为600KHz～2600KHz，变化规律为：前20个点基本不变，后面的点基本随着频率的增加而增加。
微波技术与天线实验报告书
微波技术与天线实验报告书实验目的：本实验旨在使学生了解微波技术的基本理论，掌握微波天线的工作原理和设计方法，并通过实验操作加深对微波天线性能测试的理解和应用。
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通信的技术。
微波天线作为微波通信系统中的关键部件，其设计和性能直接影响到通信系统的整体性能。
微波天线通常分为线极化天线和圆极化天线，它们在不同的应用场景中有着不同的优势。
实验设备和材料：1. 微波信号源2. 微波天线测试系统3. 标准天线4. 待测天线5. 测量仪器（如频率计、功率计等）6. 连接电缆及相关配件实验步骤：1. 连接微波信号源和测试系统，确保信号源输出稳定。
2. 将标准天线与待测天线分别连接到测试系统，并记录其性能参数。
3. 调整待测天线的位置和角度，观察其对信号接收的影响。
4. 记录不同条件下的测试数据，包括增益、波束宽度、方向性等。
5. 分析测试数据，评估天线性能，并与理论值进行比较。
实验结果：通过本次实验，我们得到了以下结果：- 待测天线在特定频率下的增益为XX dBi。
- 波束宽度为XX度。
- 方向性比为XX。
- 与标准天线相比，待测天线在XX条件下性能更优。
实验分析：根据实验数据，我们可以分析待测天线的性能特点。
例如，增益的高低直接影响到天线的信号接收能力，波束宽度则决定了天线的覆盖范围。
通过与标准天线的对比，我们可以更清晰地了解待测天线的优势和不足。
实验结论：本次实验成功地完成了微波天线的性能测试，加深了学生对微波技术与天线工作原理的理解。
通过对实验数据的分析，我们认识到了天线设计的重要性以及在实际应用中需要考虑的因素。
实验结果表明，合理的天线设计可以显著提高通信系统的性能。
注意事项：1. 实验过程中应确保所有设备连接正确，避免信号干扰。
2. 在调整天线位置和角度时，应小心操作，避免损坏设备。
3. 实验结束后，应整理实验设备，确保实验室的整洁和安全。
实验日期：[填写实验日期]实验人员：[填写实验人员姓名]指导教师：[填写指导教师姓名]。
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课程名称微波与天线实验报告
实验项目迈克尔逊干涉实验成绩
学院信息学院专业通信工程学号姓名
实验时间实验室指导教师
一、实验目的
1、通过实验观察迈克尔逊干涉现象。
2、掌握利用迈克尔逊干涉测量平面波长的方法。
二、实验设备
DH926B型微波分光仪，DH1121B型三厘米固态信号源，喇叭天线，DH926AD型数据采集仪，反射板，半透射玻璃板。
三、实验原理
如图5.1所示，在平面电磁波前进的方向放置一块与传播方向成450夹角的半透射板(实验中用玻璃板)，由于该板的作用，将入射的电磁波分成为两束，一束穿透玻璃板继续前进，向反射板B方向传播，另外一束被玻璃板反射后，向反射板A方向传播。
到达可移动反射板B
的波，被反射板B反射后，又到达玻璃板，其中一部分被玻璃板反射后到达接收喇叭；而到达反射板A的波，被反射板A反射后，又到达玻璃板，其中一部分穿过玻璃板也到达接收喇叭，因此接收喇叭接收到的是这两束电磁波的和，当两束电磁波的传播路程相同，或相差波长的整数倍时，接收喇叭接收的信号最强，当他们传播的路程相差为半个波长的奇数倍时，
接收喇叭接收到的信号最弱。
通过移动反射板B ，可以改变这两束电磁波的传播路程，使得接收喇叭接收到的信号由弱变强，或由强变弱，测得两个相邻最强或最弱时反射板所移动的距离L ，就可以得到电磁波的波长，即等于2L 。
实验中直接观察电压表的读数，当表头指示从一次极小变到又一次极小时，则B 处的反射板就移动了2λ的距离，由此距离就可求得平面波的波长。
四、实验内容及步骤
1、如图5.2，连接仪器。
图5.2 迈克尔逊干涉实验系统
2、使两喇叭口面互成900。
3、半透射板与两喇叭轴线互成450。
4、将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上，再插上反射扳，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线一致，可移反射板的法钱与发射喇叭轴线一致。
5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示合适值。
6、将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋转读数机构上的手柄使反射板移动，从表头上测出(n ＋1)个极小值，并同时从读数机构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L ，则波长n
L 2=λ。
五、实验记录
1、根据实验步骤，记录数据，绘制结果曲线，计算平面波波长。
L(mm) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
(μA) 47 7 5 59 36 5 12 53 14 3 30 48 6 4 38
2、对实验现象分析和讨论。
由上图知L = 55mm, n = 3，故
n L 2=
λ= 2*55mm/3 = 36.67 mm ，接近理论上的发射波长32mm 。
六、思考题
1、半透射板的放置角度如有偏移，对实验结果有何影响？
依然可以产生相互干涉，但是由于第二路径的波的传播路径极长，衰减较大，所以，产生的干涉不是十分的明显。
测量可能不够准确。
2、分析实验所测得的波长和实际波长存在误差的原因。
1） 仪器设备存在误差。
2） 实验室空间内多组同时进行实验，电磁波相互干扰。
3） 肉眼读数存在误差。
七、心得体会
迈克尔逊干涉仪，是1881年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为λ/2，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。
在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。