py-实验二 微波实验的基本原理
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。
微波实验
目的觀察微波的偏極化性質及其反射與折射，並利用干涉原理求出微波波長。
原理微波(microwave )屬電磁波的一種，其波長一般介於0.01m~0.3m 之間，行進微波可由Maxwell equation 來決定。
構成微波的電場E 與磁場B 相互垂直，且波的行進方向由B E 決定，其亦與電場E 與磁場B 相互垂直，是為橫波。
如圖一所示，若電場振動方向為zˆ，磁場振動方向為y ˆ，則微波行進方向為x ˆ。
對於任何給定的點其電場總是垂直於行進波方向，但方向是任意改變的電磁波為隨意偏振或未偏振波，如一般光源所放射出的電磁波；若其電場偏振方向固定者稱為偏振波，如電視站或廣播站發出的電磁波。
對於具偏振方向的電磁波，我們可以利用架設偏振片來判斷其偏振方向，平行於偏振方向的電場分量可以通過偏振片，與之垂直者，則被此片吸收。
如圖二所示：可通過偏振片的電場分量為y E ，電場分量x E 則被吸收。
θcos E E y = (eq.1)又電磁波的強度正比於電場強度，是故穿透的電場強度可表為θ20cos I I = ⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅⋅=2320ππθπθor or⎩⎨⎧==00I I I (eq.2)本實驗中我們利用michelson 干涉來求得微波波長，如下圖所示發射器射出微波經過半透板將波分為兩路，一波經折射後射向反射板A 後反射回接收器；令一波穿射過半透板射向反射板B 後反射回接收器，於接收器端收得兩波波程差為)(212d d -。
當移動反射板B 使得接收器讀得最大(最小)訊號時，兩波形成建設性(破壞性)干涉，此時兩波波程差符合λm d d =-)(212 (eq.3)當再移動反射板B 距離2d ∆時，接收器又讀得最大(最小)訊號，此時兩波波程差符合(eq.4)(eq.4)減(eq.3)便可得微波波長λ=∆22d (eq.5)(實驗中使用的微波波長為2.8cm )儀器裝置微波發射器 微波接收器 電源供應器 透明腳架 偏極柵 金屬板 半銀透鏡板 半圓柱容器 直尺實驗步驟一、電磁波的偏極化1. 讓發射器與接收器之間距離約為1公尺，調整接收器接收角度使得其電流讀數為最大。
(整理)实验22微波的布拉格衍射实验.
实验2.2 微波的布拉格衍射实验微波一般是指分米波、厘米波、毫米波的电磁波，波长短、频率高，一般在300-300,000兆赫。
微波和光波都是电磁波，都具有波动性，在反射，折射、衍射、干射、偏振以及能量传递等方面均显示出波动的通性，因此用微波和用光波作波动实验所说明的波动现象及其规律是一致的，我们就是利用这一通性，模拟光学实验的基本方法，作微波布拉格衍射实验。
1913年，英国物理学家布拉格父子在研究x射线在晶面上的反射时，得到了著名的布拉格公式，从而奠定了x射线结构分析的基础；本实验用一束波长为3.202厘米的微波来代替x射线进行布拉格衍射的模拟实验。
§2.2.1实验目的通过观测模拟晶体对微波产生的布拉格衍射现象，了解微波的干涉、衍射等基本波动特性，熟悉布拉格公式，掌握模拟实验方法的基本思想及注意事项。
§2.2.2实验原理与方法一、微波的迈克耳孙干涉实验原理微波是电磁波谱中的一个波段，与光波一样会产生干涉、衍射等现象。
利用微波的迈克尔逊干涉现象可以精确地测定微波的波长。
固定发射板图2.2-1微波迈克尔孙干涉仪微波迈克尔逊干涉原理与光波迈克尔逊干涉原理相似，其装置如图2.2-1所示。
发射角锥天线发出的微波，被放置450的分光板MM( 半透射玻璃板)分成两束。
一束由MM反射到固定反射板A，另一束透过MM到达可移动反射板B。
由于A、B 为全反射金属板，两列波被反射再次回到半透射板。
A束透射、B束反射，在接收角锥相遇。
两束频率相同、振动方向一致的微波在接收角锥处相干叠加。
如果这二束波的位相差为2π的整数倍，则干涉加强；当位相差为π的奇数倍时，则干涉减弱。
假设入射的微波波长为λ，经A和B反射后到达接收角锥的波程差为δ，当满足公式：0,1,2,.....k k δλ= =±± （2.2-1）时将在接收角锥后面的指示器有极大示数。
当满足公式：0,1,2,.....2k k λδ=(2+1) =±± （2.2-2） 时，指示器显示极小示数。
微波基础实验原理设计
微波基础实验原理设计微波基础实验是一项重要的实验课程，通过对微波的产生、传输和接收等方面进行实验研究，可以加深对微波的基本原理和技术应用的理解。
本文将分为三个部分来设计一个微波基础实验，分别是微波信号的产生、传输和接收。
一、微波信号的产生微波信号的产生可以使用一些常见的装置，比如射频信号发生器。
该发生器可以通过调节频率、幅度和相位等参数来产生不同的射频信号。
在实验中，可以使用该发生器产生一定频率和幅度的射频信号作为微波信号的源波。
二、微波信号的传输微波信号的传输需要借助微波传输线来实现。
常用的微波传输线有同轴线和长导线。
在实验中，可以选择同轴线作为传输线，因其传输效果较好。
1.实验器材准备-射频信号发生器-同轴电缆-微波衰减器-微波探针-遥测系统2.实验步骤-将射频信号发生器与同轴电缆相连，将发生器输出的射频信号输入到同轴电缆中；-调节射频信号发生器的频率和幅度等参数，使其产生一定频率和幅度的射频信号；-将同轴电缆的一端连接到微波衰减器；-调节微波衰减器的衰减值，使得微波信号的幅度在传输过程中适中，不过度衰减；-将微波衰减器的另一端连接到微波探针；-将微波探针阵列放置在研究区域内，以进行微波信号的接收。
三、微波信号的接收微波信号的接收可以使用微波探针阵列。
该阵列可以感应到微波信号的强弱，并将其转化为电信号输出。
1.实验器材准备-微波探针阵列-示波器-遥测系统2.实验步骤-将微波探针阵列连接到示波器上，示波器可以接收到微波信号转换后的电信号；-将示波器调至合适的触发模式和增益，以保证可靠地显示微波信号的波形和幅度。
通过上述实验设计，我们可以实现对微波信号的产生、传输和接收的研究。
实验中，射频信号发生器产生射频信号作为微波信号的源波，同轴电缆作为微波传输线将信号传输到微波探针处，微波探针将微波信号感应为电信号，并通过示波器进行观测和分析。
通过这个实验，可以进一步了解微波信号的特性，包括频率、幅度等，并探究微波传输线在传输中的衰减情况，以及微波探针对微波信号的感应和转换效果等。
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。
微波反应的原理
微波反应的原理
微波反应是利用微波辐射对样品中的分子进行激发并引发化学反应的一种方法。
微波是一种电磁波，其频率在300 MHz到300 GHz之间，波长约为1 mm到1 m。
微波辐射与样品中分
子的电偶极矩发生相互作用，使分子中的原子和电子发生振动和旋转。
微波辐射在反应中主要起到加热作用。
当微波辐射与分子中的电偶极矩发生共振时，分子会吸收微波能量，这导致分子内部的振动和旋转状态发生改变，从而使反应发生。
微波反应相较于传统的加热方法具有快速、均匀、高效的特点，可以在较短的时间内完成化学反应。
此外，微波反应还可以通过改变微波的功率和频率来调控反应过程中的温度和反应速率。
由于微波电磁场可以直接作用于反应物分子内部，因此可以在低温下实现高反应速率，从而提高产率和选择性。
值得注意的是，在进行微波反应时需要使用特殊设计的容器，以保证微波能够均匀地传递到反应物中，并且避免出现局部过热或反应失控的情况。
同时，微波反应也需要在适当的条件下进行，以避免对反应物和操作人员造成伤害。
综上所述，微波反应利用微波辐射对分子进行激发，从而引发化学反应。
通过调控微波的功率和频率，可以实现快速、均匀、高效的化学反应。
微波基础实验
如果把上式右边的
2 sin g d
看成变量 u '
则检波律n是该直线的斜率。因此，将实验中 测得的电表相对读数（即相对电流）的百分数 作纵坐标，相对场强 作横坐标，在全对数坐 标纸上画出
2 lg i ' n lg sin d g
u 2 u sin d um g
'
将电压相对值代入
n
2 i ' sin d ** g 式中 是电流相对读数， 是探针位置的相对场 强（即相对电压）。根据此式能够直接用实 验的方法测出定标曲线。
测量定标曲线的步骤
(1)在调整好的测量线上用交叉读数法测量波 导波长 。当测量线终端短路时，传输线上形 成驻波，移动测量线探针，测出两个相邻驻波 最小点之间的距离，就可得到波导波长。因此， 如图三所示，在波节点两侧取等指示度的探头 位置读数D1、D2，由对称性可得：D1、D2间 的驻波波节点的位置为Dmin1,
主要构成原件
微波信号源是提供微波信号的必备仪器，一般实 验室中常用的是反射速调管振荡器。但近来一些 新型的微波固态信号源（如体效应振荡器等）已 被广泛应用。 微波谐振腔。谐振腔是一段封闭的金属导体空腔， 具有储能、选频等特性。 隔离器。这是一种铁氧体非互易性器件：通常是 将微波铁氧体（有的还要附加吸收片）置于一段 直波导内的恰当位置，并外加恒定磁场而成。
1 D min1 ( D1 D 2) 2
最好在Dmin1的两侧多取几次等指示度的探 针位置读数，求得该节点的平均值 ，而后 将探头移到与Dmin1相邻的另一节点附近， 求得等指示度位置D3、D4，则
近代物理实验报告—微波原理
近代物理实验报告—微波原理微波原理实验报告|实验名称 | 微波原理实验|实验目标 | 理解和使用微波设备的基本原理|实验内容 | 1．测量晶体管的存取比；2．直流和交流参数之比较；3．同步电路及其应用；4．时域参数测量摘要本实验使用微波设备揭示并测量了晶体管的存取比，比较了直流和交流参数，检测了同步电路及其应用，并使用时域参数测量等实验技术，初步探讨了微波原理。
一、实验原理微波技术可用于传输信号或接收信号，工作在微波波段的有源器件叫做微波管，在微波设备中，微波管起到信号传输和放大的作用。
此外，在微波设备中，还可使用电容和电感，实现过滤、耦合和衰减等功能。
二、实验设备本实验需要用到实验装置上微波振荡器、钳表、功率计、微波射频tri-coupler 、内反射器、外反射器以及一些直流和交流参数测量的仪器设备。
三、实验流程（1）控制实验装置并调试实验设备，使微波振荡器的输出信号能够稳定地通过内反射器及耦合装置的输入口进入晶体管，并通过外反射器口输出；（2）检测晶体管输入和输出负载端口的参数，根据负载电极与电极和管子之间的参数变化，测量晶体管的存取比；（3）比较直流和交流参数，测量实验物体的增益及极化现象，并确定低噪声放大器（LNA）的设计及性能参数；（4）构建同步电路，实现微波收发机系统的同步采样信号；（5）检测同步电路的性能参数，测量时域参数，并确定微波分立器的参数，如分频比和阻抗匹配等。
四、实验结果1.晶体管的存取比测量结果显示，在最佳负载情况下，晶体管的可存取比约为21dB。
2.室温下，静态单端参数测试表明，晶体管的直流负载电流为11.3mA，直流增益为3.88dB。
在交流情况下，晶体管的增益约为9.9dB，极化比大约为119.7dB。
3.测试同步电路的结果表明，频率响应具有高增益性的参数符合预期，其增益为77dB，衰减为 -34dB。
4.测试时域参数的结果表明，分立器的分频比为0.99，阻抗匹配度大约为30dB。
微波实验二预习报告
式中的λg为矩形波导中传播的色散波的“临界波长”，只有当自由空间的工作波长λ小于临界波长λg时，电磁波才能在矩形波导中得到传播。对于波导传播的TEmn波或TMmn波的临界波长公式为
λ=
提高测量的精度，通常采用交叉读数法确定波节点位置，并测出几个波导波长求其平均值。所谓交叉读数法，是指在波节点附近两旁找出指示电表读数相等的两个对应位置d11、d12、d21、d22„„然后分别以其平均值确定波节点的位置，如图2-3所示。
图2-3交叉读数法测量驻波比节点位置
（3）晶体检波特性的测量
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，指示电表的读数是检波电流的有效值。晶体二极管为非线性元件，其检波电流与两端电压之间的关系为 ，式中，n表征晶体管的检波规律：如n=1，则I与U成正比，称为线性检波；当n=2时，I与U2成正比，称为平方检波。晶体二极管的检波特性是随其端电压的变化而变化的，当端电压较小时，呈现平方律；当端电压较大时，呈现线性规律。如图6所示，在U>U1范围内，近似为线性；U<U2时平方规律；U2<U< U1而在的范围内，检波律n不是常数。因此，加在晶体管两端的电压变化幅度较大时，n就是不常数。所以在精密测量中必须对晶体的检波律进行定标。
2）、测量线的调整及波长的测量
（1）驻波测量线的调整
为了分析方便，通常把探针等效为导纳与传输线的并联等效电路如图2-2所示
图2-2探针等效电路
其中Gu为探针等效电导，反映探针吸取功率的大小，Bu为探针等效电纳，表示探针在波导中产生反射的影响。当终端接任意阻抗时，由于Gu的分流作用，驻波腹点的电场强度要比真实值小，而Bu的存在将使驻波腹点和节点的位置发生偏移。当测量线终端短路时，如果探针放在驻波的波节点B上，由于此点处的输入导纳yin→∞故Yu的影响很小，驻波节点的位置不会发生偏移。如果探针放在驻波的波腹点，由于此点上的输入导纳yin→0，故Yu对驻波腹点的影响就特别明显，探针呈容性电纳时将使驻波腹点向负载方向偏移，所以探针引入的不均匀性，将导致场的图形畸变，使测得的驻波波腹值下降而波节点略有增高，造成测量误差。欲使探针导纳影响变小探针愈浅愈好，但这时在探针上的感应电动势也变小了。通常我们选用的原则是在指示仪表上有足够指示下，尽量减小探针深度，一般采用的深度应小于波导高度的10％～15%。
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实验二微波实验的基本原理
09通信六班林佩煜学号：20093100134
1.1验证反射定律
1.1.1表1.1.1 不同入射角对应的入射角
图1.1.2 反射角与入射角吻合度
从表1.1.1中可以看出，测量结果基本满足反射定律，入射角≈反射角，且微安表接近满偏。
但是由于设置反射板位置及读取数据时含有目测成分，而且由于微波具有波动性以及反射版平整度不够，引起一点漫反射，所以测量结果存在极小的误差。
1.2微波的偏振性
1.2.1接收天线不同转动角度对应的微安表读数
图1.2.1 不同转动角度对应的微安表读数
1.2.2分析
此偏振强度分布图能与理论值很好的相符，即满足方程
2
0cos
I Iα=，
从图中我们可以看出，在α为0度时，I达到最大值，而当α为90度时，I约等于0，为最小值，没有微波通过，这就是波的偏振性特点。
1.3单缝衍射实验
1.3.1表1.3.1 接收天线每转动一定角度对应的微安表读数
根据画出以下曲线（图1.3.2）：
图1.3.2 单缝衍射示意图
1.4迈克尔逊干涉
1.4.1表1.4.1 微波干涉数据
根据
2L
n
λ=，计算的半波长λ/2=[（45.94-31.76）+（31.76-13.90）]/2
=(17.86+14.18)/2 =16.02mm
则波长λ为32.04mm。