北邮电磁场与微波实验报告
北邮微波测量实验+实验总结-(天线与电波传播)
电磁场与微波测量实验实验报告实验名称:班级：姓名：学号：学院：北京邮电大学实验七.天线与电波传播一、 实验目的（1）掌握微波信号发生器及测量放大器的使用方法。
（2）了解水平面接收天线方向性的测量方法。
二、 实验仪器标准信号发生器、选频放大器、喇叭天线、波导调配器、可变衰减器、波导元件。
三、 实验原理及步骤对于辐射波传输方式，最重要的是测试其辐射场幅值分布的方向性，其表征量是天线方向函数及方向图。
1．系统组成图1-1 系统组成原理框图2．喇叭天线工程上常用的喇叭天线是角锥喇叭，原因是其匹配较好而效率接近100%（G ≈D ）。
但是由于其口径场的幅值、相位不是均匀分布，虽然其辐射主向仍是口径面法线方向（波导轴线方向），但是主瓣宽度、方向系数的计算很复杂。
可用以下公式进行估算：E 面（yoz 面）主瓣宽度bE λθ5325.0= （1-1）H 面（xoz 面）主瓣宽度15.0802a H λθ= （1-2）方向系数（最佳尺寸的角锥喇叭）211451.0λπb a D = （1-3）图1-2是角锥喇叭的三维标高方向图。
具体参数喇叭口径1a =5.5λ，1b =2.75λ；波导口径a=0.5λ,b=0.25λ；虚顶点至口径面距离ρ＝2ρ＝6λ。
1 Array图1-2 角锥喇叭的三维标高方向图图1-3为本实验所用喇叭天线示意图：图1-3 实验所用喇叭天线3．测水平面接收天线方向性图1-1为测量喇叭天线方向性的系统组成情况。
测量时改变接收喇叭天线的方位角，可测出喇叭天线水平面的方向性（按接收到信号的强弱）。
严格的测量应在微波暗室中进行，这样可以消除反射波影响。
但在微波段，因其传播方向性较强，而且房屋墙壁吸收较强，地面影响也可略去，因而这样在普通实验室内测量偏差也不很大。
测天线方向图应有专用天线转台，它有精确的角度（水平面方位角，垂直面俯仰角）刻度指示。
本实验主要测水平面即方位方向性。
四、实验内容及数据处理（1）微波天线方向图测试报告旁瓣宽度-3.0db : 26.33 -6.0db : 39.82 -10.0db : 54.30 -15.0db : 225.13五、心得体会本实验即天线与电波传播实验由老师演示，我们只需了解其原理并会分析其数据即可。
北邮微波实验报告
北邮微波实验报告北邮微波实验报告引言：微波技术是现代通信领域的重要组成部分，其在无线通信、雷达探测、卫星通信等方面发挥着重要作用。
本次实验旨在通过对微波的实际操作，深入了解微波的特性和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 了解微波的基本特性和传输原理；2. 掌握微波实验仪器的使用方法；3. 学习微波的传输线特性及其在微波系统中的应用。
二、实验原理微波是指频率在300MHz至300GHz之间的电磁波，具有较高的频率和较短的波长。
微波的传输线主要包括同轴电缆和微带线两种，其特性阻抗和传输损耗与频率、材料和结构参数有关。
三、实验步骤1. 实验仪器准备：将微波发生器、功率计、频谱分析仪等仪器连接好，确保仪器间的连接正确可靠。
2. 测量微波信号的功率：使用功率计对微波信号的功率进行测量，记录下测量结果。
3. 测量微波信号的频谱：使用频谱分析仪对微波信号的频谱进行测量，观察并记录下频谱特性。
4. 测量微波传输线的特性阻抗：将微波传输线连接好，通过测量反射系数和传输系数等参数，计算出传输线的特性阻抗。
5. 测量微波传输线的传输损耗：通过测量微波信号在传输线中的衰减量，计算出传输线的传输损耗。
6. 分析实验结果：根据实验数据，分析微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等。
四、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了微波信号的功率、频谱特性以及传输线的特性阻抗和传输损耗等数据。
根据实验结果可以得出以下结论：1. 微波信号的功率与输入功率之间存在一定的关系，可以通过功率计进行测量和调整。
2. 微波信号的频谱特性与信号的频率和幅度有关，可以通过频谱分析仪进行测量和分析。
3. 微波传输线的特性阻抗与线路结构和材料参数有关，可以通过测量反射系数和传输系数等参数进行计算。
4. 微波传输线的传输损耗与线路长度和材料损耗有关，可以通过测量微波信号在传输线中的衰减量进行计算。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了微波的特性和应用，并掌握了微波实验仪器的使用方法。
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。
北邮实验报告微波
北邮实验报告微波引言微波是一种电磁波，其波长介于红外线和无线电波之间，频率范围在0.3GHz到300GHz之间。
在通信、雷达、烹饪和科学研究等领域中都有广泛的应用。
在本次北邮实验中，我们将对微波进行详细的实验研究，包括微波的产生、传播和接收等方面。
实验目的本次实验的目的是通过实际操作，深入了解微波的特性和应用，掌握微波的基本原理和实验技巧。
实验步骤1. 微波的产生在实验室中，我们使用了一台微波产生器作为实验的起点。
首先，将微波产生器连接到电源上，调节频率和功率到所需的数值。
然后，将微波产生器的输出端连接到实验室的微波传输线上。
2. 微波的传播在传输线的一端，将一根微波天线连接到传输线上。
通过在传输线上调整微波的传播路径、角度和长度，我们可以实现微波的传输和转换。
在传播过程中，我们还观察了微波的反射和折射现象。
3. 微波的接收在传播线的另一端，将一个微波接收器连接到传输线上，以接收并测量传输线上的微波信号。
在接收过程中，我们还研究了微波信号的幅度、频率和相位等特性。
4. 微波的应用在实验的最后阶段，我们探索了微波在通信和雷达系统中的应用。
通过调整频率和功率，我们成功地传输了一个数字信号，并利用雷达系统测量了一个静止目标的距离和速度。
实验结果通过本次实验，我们获得了如下的实验结果：1. 微波产生器的频率和功率对微波的传播和接收都具有重要影响。
调节频率和功率可以改变微波信号的强度和特性。
2. 微波在传输线上的传播路径、角度和长度都会对微波信号的幅度、相位和频率产生影响。
合理地设计和构造传输线可以提高微波的传输效率和保真度。
3. 微波信号的接收和测量需要高灵敏度和高精度的微波接收器和测量仪器。
合理调节接收器的参数可以获得准确的微波信号值。
4. 微波在通信和雷达系统中具有重要的应用。
利用微波技术，可以实现远距离的无线通信和精确测量目标的位置和速度。
结论通过本次实验，我们全面了解了微波的特性和应用。
微波是一种重要的电磁波，具有很多优良特性，如高速传输、高精度测量和无线通信等。
北邮电磁波与微波测量第五次
北邮电磁波与微波测量第五次————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：北京邮电大学电磁波与微波测量第五次实验报告学院：电子工程学院班级：姓名：学号：实验三微波驻波比的测量由于微波的波长很短，传输线上的电压、电流既是时间的函数，又是位置的函数，使得电磁场的能量分布于整个微波电路而形成“分布参数”，导致微波的传输与普通无线电波完全不同。
微波系统的测量参量是功率、波长和驻波参量，这也是和低频电路不同的。
电压驻波系数的大小往往是衡量一个微波元件性能优劣的主要指标。
驻波测量也是微波测量中最基本和最重要的内容之一，通过驻波测量不仅可以直接得知驻波系数值，而且还可以间接求得衰减器、相移量、谐振腔品质因数，介电常数。
一、实验目的（1）了解波导测量系统，熟悉基本微波元件的作用。
（2）掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
（3）掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。
二、实验原理驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一，通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q值等其他参量。
在传输线中若存在驻波，将使能量不能有效地传给负载，因而增加损耗。
在大功率情况下，由于驻波存在可能发生击穿现象。
此外，驻波存在还会影响微波信号发生器输出功率和频率的稳定度。
因此，驻波测量非常重要。
电压驻波比测量驻波测量是微波测量中最基本和最重要的内容之一，通过驻波测量可以测出阻抗、波长、相位和Q值等其他参量。
在测量时，通常测量电压驻波系数，即波导中电场最大值和最小值之比，即测量驻波比的方法与仪器种类很多，有直接法，等指示度法，功率衰减法等。
本实验着重熟悉用驻波测量线来测驻波系数的几种方法。
（1）直接法直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强，从而求得驻波系数的方法称为直接法。
若驻波腹点和节点处电表读数分别为Umax，Umin则电压驻波系数ρ：当驻波系数1.5<ρ<5时直接读出，即可。
北邮_电磁场电磁波_实验一微波测量系统的使用
北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告学院：电子工程学院班级：组员：实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量一、实验目的：（1）学习微波的基本知识；（2）了解微波在波导中传播的特点，掌握微波基本测量技术；（3）学习用微波作为观测手段来研究物理现象。
二、实验原理：本实验接触到的基本仪器室驻波测量线系统，用于驻波中电磁场分布情况的测量。
该系统由以下九个部分组成：1.波导测量线装置2.晶体检波器微波测量中，为指示波导（或同轴线）中电磁场强度的大小，是将它经过晶体二极管检波变成低频信号或直流电流，用直流电流表的电流I来读数的。
3.波导管本实验所使用的波导管型号为BJ-100。
4.隔离器位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性，隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输的作用。
5.衰减器把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。
衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用。
6.谐振式频率计（波长表）电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本不影响波导中波的传输。
当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。
7.匹配负载波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。
8.环形器它是使微波能量按一定顺序传输的铁氧体器件。
主要结构为波导Y型接头，在接头中心放一铁氧体圆柱（或三角形铁氧体块），在接头外面有“U”形永磁铁，它提供恒定磁场H0。
9.单螺调配器插入矩形波导中的一个深度可以调节的螺钉，并沿着矩形波导宽壁中心的无辐射缝作纵向移动，通过调节探针的位置使负载与传输线达到匹配状态。
北邮电磁场与微波测量实验六用谐振腔微扰法测量介电常数报告
4．将检波晶体的输出接到电流表上，用电流表测量微波的大小，在计算的谐振频率附近微调微波频率，使谐振腔共振，用直读频率计测量共振频率。
5．测量空腔的有载品质因数，注意： f1， f2与f0的差别很小，约0．003GHz。
6．加载样品，重新寻找其谐振频率，测量其品质因数。
由样品半径0.7mm，高10.16mm 可得
Vs=15.632mm3
将以上式子联立得介质棒的介电常数：
=2.112+j0.052
介电损耗角正切：
=-0.025
六、误差分析
实验中可能存在仪器仪表误差，人为误差以及各组互相影响造成的误差等。测量频率时我们采用的是查表法，通过读取波长计读数查表对应频率误差要更大一些。同时，半功率点位置不够精准也会有误差。
七、实验总结
此次实验主要是了解谐振腔的知识并学习用谐振腔微扰法测量介质特性的原理与方法。这个方法原理简单，操作也容易实现，总的来说，此次实验比较顺利，需要测量的数据也比较少，通过小组同学的合作，我们很快就完成了。
7．测量介质棒及谐振腔的体积。
8．计算介质棒的介电常数和介电损耗角正切。
五、实验数据（白色介质棒）
项目
f0
f1
f2
QL
插入介质棒前
9256Hz
9248Hz
9262Hz
661
插入介质棒后
9235Hz
9229Hz
9241Hz
769
其中，
由样品谐振腔的长66mm，宽22.86mm，高10.16mm可得：
V0=15329.000 mm3
微波介微波介微波介质材料的介电特性的测量质材料的介电特性的测量质材料的介电特性的测量对于研究材料的微波特性和制作微波器件对于研究材料的微波特性和制作微波器件对于研究材料的微波特性和制作微波器件获得材料获得材料获得材料的结构信息以促进新材料的研制的结构信息以促进新材料的研制的结构信息以促进新材料的研制以及促进现代尖端技术以及促进现代尖端技术以及促进现代尖端技术吸收材料和微波遥感吸收材料和微波遥感吸收材料和微波遥感等都有重要意义
北邮电磁场与微波实验天线部分八木天线
信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告——天线部分
班级：
学号：
班内序号：
姓名：
实验二
网络分析仪测试八木天线方向图实验目的:
1.掌握网络分析仪辅助测试方法；
2.学习测量八木天线方向图方法；
3.研究在不同频率下的八木天线方向图特性。
实验步骤:
1.调整分析仪到轨迹（方向图）模式;
2.调整云台起点位置270°；
3.寻找归一化点(最大值点);
4.旋转云台一周并读取图形参数;
5.坐标变换、变换频率（600MHz、900MHz、1200MHz），分析八木
天线方向图特性；
测量图600MHz
900MHz
1200MHz
实验结果分析
随着频率的增高，圆图四周的毛刺现象越来越严重，600 MHz的时候四周的辐射情况反映在圆图上是一个对称的图形，当频率上升到900MHz时，辐射圆图开始变得不规则，在某些角度时出现了很大的衰减，由对称转向了非对称，当频率上升到1200MHz时，圆图边缘的毛刺现象就非常明显了，甚至在某些角度下衰减到了最小值。
实验心得
通过测量不同频率的电磁波通过八木天线的接收，我发现在不同
方向接收到的信号强度不同，实际应用中的有向天线和基站的扇区覆盖，我想就是应用了这样的原理。
天线实验将我们电磁波学习的理论知识跟实际应用有机地结合在一起，尤其是smith圆图在现实和仿真中的作用。
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信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告实验题目：微波器件设计与仿真班级：姓名：学号：日期：2016.5.18实验二分支线匹配器一、实验目的1.掌握支节匹配器的工作原理2.掌握微带线的基本概念和元件模型3.掌握微带分支线匹配器的设计与仿真二、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。
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。
微带线由于其结构小巧，可用印刷的方法做成平面电路，易于与其它无源和有源微波器件集成等特点，被广泛应用于实际微波电路中。
三、实验内容已知：输入阻抗 Zin=75Ω负载阻抗 Zl=（64+j75）Ω特性阻抗 Z0=75Ω介质基片面性εr=2.55 ,H=1mm假定负载在2GHz时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离 d1=λ/4,两分支线之间的距离为d2=λ/8。
画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅值从 1.8GHz至2.2GHz的变化。
四、实验步骤1.建立新项目，确定项目频率，步骤同实验1的1-3步。
2.将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Y-Smith导纳图上，步骤类似实验1的4-6步。
3.设计单支节匹配网络，在圆图上确定分支z与负载的距离d以及分支线的长度1，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE计算微带线物理长度和宽度。
注意在圆图上标出的电角度360度对应二分之一波长，即λ/2。
4.在设计环境中将微带线放置在原理图中。
将微带线的衬底材料放在原理图中，选择MSUB并将其拖放在原理图中，双击该元件打开ELEMENT OPTIONS 对话框，将介质的相对介电常数、介质厚度H、导体厚度依次输入。
注意微带分支线处的不均匀性所引起的影响，选择行当的模型。
5.负载阻抗选电阻与电感的串联形式，连接各元件端口。
添加PORT，GND，完成原理图，并且将项目频率改为扫频1.8-2.2GHz.6.在PROJ下添加图，添加测量，进行分析。
7.设计双支节匹配网络，重新建立一个新的原理图，在圆图上确定分支线的长度l1、l2，重复上面步骤3~5。
五、仿真过程1、单支节匹配在Output Equation中绘制Smith圆图，代码如下：绘制的圆图如图所示。
标记出了归一化的输入阻抗zin和负载阻抗zl。
绘出了负载等反射系数圆R，纯电纳等反射系数圆Rs和匹配圆Rm。
单支节匹配器仿真结果使用TXLINE计算器计算过程匹配按如下步骤进行：首先从负载处（标号4346.5）沿等反射系数圆移动到与匹配圆焦点处（标号229.5），可知移动了198.83°（注意到圆图上360°对应半波长，故计算采用的角度为99.415°），对应的电尺寸可以使用TXLINE计算器得到，为L=28.823mm，W=1.4373mm。
其次从标号229.5点处，得到单支节传输线阻抗为0.53，在Rs圆上作出该点（标号为18895），其角度为55.88°，j从开路点向源方向顺时针旋转到该点，可知移动了304.12°，同理使用TXLINE 计算器可得到支节的电尺寸，为L=44.198mm，W=1.4373mm。
由以上的分析与计算，可绘制电路图，如图1.1所示。
参数为调谐后的值。
图1.1 单支节匹配器电路图所选微带线模型的含义：TL1：输入端口处的微带线TL2：负载到支节的微带线MTEE表示T型接头MLEF（YL3）表示终端开路单支节微带线MSUB表示微带线衬底材料输入端的反射系数如图1.2所示。
图1.2 输入端反射系数仿真图2、双支节匹配双支节匹配时在Output Equation中增量添加如下代码。
如图1.5所示为双支节匹配Smith圆图。
即180°以其中Rf是旋转后的匹配圆，zl1是负载阻抗沿着传输线移动/4后得到的点（设为A点）。
Rmm是zl1点所在的等电导圆，沿着该圆顺时针旋转到Rf圆的交点（设为B点），作出该交点的等发射系数圆Rp，交匹配圆Rm（设为C点）。
A点到B点导纳值相减即为第一支节的阻抗值，为1.523，B点到C点导纳值之差即为第二支节的阻抗值，为2.16。
在纯电纳等反射系数圆（即最大的圆Rs）上作出两个支节的阻抗值，从开路点顺时针移动到此两点，读出移动的角度分别为113.4°和130.3°。
图1.5 双支节匹配器仿真结果使用TXLINE计算器计算过程根据以上分析和作图，由TXLINE计算器可得到电尺寸数值，第一支节L=16.48mm，第二支节L=18.94mm，第一段传输线（从负载到第一支节）L=26.16mm，第二段传输线（从第一支节到第二支节）L=13.08mm，各段传输线均有宽度W=1.4373mm。
作出电路图如图1.6所示。
参数为调谐后的值。
图1.6 双支节匹配器电路图所选微带线模型的含义：TL1：匹配源TL5：第二支节TL7：第一支节MTEE表示T型接头MSUB表示微带线衬底材料输入端调谐后的反射系数如图1.7所示。
图1.7输入端反射系数仿真图调谐前输入端口的反射系数幅值严重偏离2GHz，经过调解微带线长度，反射系数幅值基本在2GHz处。
调谐的原因：理论和实际可能存在差距。
在调谐过后，中心频率达到理想值，在实际中会有比较好的性能。
考虑不均匀性的原因：微带电路是分布参数电路，其尺寸和工作波长可比拟，因此要考虑其不均匀性，否则引起较大误差，因此需要调谐，并加入T型接头等等。
如果去掉T型接头，反射系数幅值会偏离2GHz处。
六、实验结论与思考阻抗匹配通常是为了获得最大传输功率，改善系统的信噪比。
阻抗匹配的基本思想是将阻抗匹配网络放在负载和传输线之间。
通常设计成Z。
虽然在匹配网络和负载之间有多次反射，但是在匹向匹配网络看去阻抗是配网络左侧传输线上的反射被消除了。
阻抗匹配有多种方式，本实验采用的是短截线匹配，重点仿真了单支节和双支节匹配。
仿真的主要方法是利用Smith圆图，依据串并联阻抗特性，旋转圆图，达到匹配，读取结果计算得到电路尺寸，然后绘制出电路图，经过调谐得到匹配网络的参数。
实验中的难点在于标记阻抗值、绘制圆图中的等反射系数圆和导纳圆。
阻抗值的标记需要进行变换，否则无法在导纳圆图中正确显示。
发射系数圆的绘制采用定半径，然后360°旋转描点的方法。
导纳圆的绘制需要结合使用旋转描点（单支节匹配时使用）、圆方程绘图的方法（双支节匹配时使用）及在圆图上旋转找交点读数得结果。
实验三四分之一波长阻抗变换器一、实验目的1.掌握单枝节和多枝节四分之一波长变换器的工作原理。
2.了解单节和多节变换器工作带宽和反射系数的关系。
3.掌握单节和多节四分之一波长变换器的设计和仿真。
二、实验原理1.单节四分之一波长阻抗变化器四分之一波长变阻器是一种阻抗变换元件，它可以用于负载或信号源内阻与传输线的匹配，以保证最大功率的传输；此外，在微带电路中，将两端不同特性阻抗的微带连接在一起时为了避免线间反射，也应在两者之间加四分之一波长变换器。
1)负载阻抗为纯电阻RL2)负载阻抗为负数ZlZ1=sqrt（Z0*Z0/p）将入/4变换器接在电压驻波波节位置（离负载为Lm处）。
Z1=sqrt（Z0*Z0*p）将入/4变换器接在电压驻波波腹位置（离负载为Ln处）。
2.多节四分之一波长阻抗变化器单节/4λ变阻器是一种简单而有用的电路，其缺点是频带太窄。
为了获得较宽的频带，可以采用多节阻抗变换器。
如图2.1为多节变阻器示意图。
图2.1 多节变阻器通常使多节变阻器具有对称结构，设置n Z 单调递增或单调递减，所有n Γ符号相同，则11n nn n nZ Z Z Z ++-Γ=+(2.1)其中0,1,,n N =L ，且令1n L Z Z +=。
令1f 和2f 分别为频带的上下边界，0f 为中心频率，D 为相对带宽，则有如下定义1202f f f +=(2.2)12f f D f -= (2.3)取每段变阻器的长度为传输线波长的四分之一，即/4l λ=。
1) 二项多节阻抗变换器 2) 切比雪夫多节阻抗变换器切比雪夫阻抗变换器的设计方法是：使它的反射系数的模随角度按切比雪夫多项式变化。
三、实验内容（1）已知：负载阻抗为纯电阻RL=150欧姆，中心频率f0=3Ghz ，主传输线特性阻抗Z0=50欧姆，介质基片面性 εr=2.55 ,H=1mm ，最大反射系数不应超过0.1，设计1,2,3节二项式变阻器，在给定的反射系数条件下比较它们的工作带宽，要求用微带线形式实现。
（2）已知负载阻抗为复试：Zl=85-j*45欧姆，中心频率f0=3Ghz，主传输线特性阻抗Z0=50欧姆，在电压驻波波节处利用单节四分之一波长阻抗变换器，设计微带线变阻器。
四、实验步骤（1）按照书上的公式进行1,2,3节的电阻的计算，然后再用Txline进行计算，标注到电路原理图即可（2）对于负载阻抗是复数的，首先在史密斯圆图上标注在出阻抗和反射系数，从负载点沿等驻波系数圆向源方向旋转，与史密斯圆图左半实轴的交点。
（3）查阅相关的系数，设计切比雪夫变阻器。
五、相关的实验图1.1,2,3节四分之一波长变换器1)负载阻抗为纯电阻RL1节的电路原理图：所选微带线模型的含义：TL1：匹配源TL5：匹配单支节TL3：匹配负载MSTEP$：宽度阶梯变换器MSUB表示微带线衬底材料2节电路原理图：所选微带线模型的含义：TL4：匹配源TL6：第二支节TL1：第一支节TL3：匹配负载150欧MSTEP$：宽度阶梯变换器MSUB表示微带线衬底材料3节电路原理图：所选微带线模型的含义：TL4：匹配源TL9：第三支节TL6：第二支节TL1：第一支节TL3：匹配负载150欧MSTEP$：宽度阶梯变换器MSUB表示微带线衬底材料1，2，3节的测量图：结论：将纯电阻负载三种二项式变阻器的反射系数曲线绘制在一个图中，可清晰观察到随着节数的增加，通带变宽，变平坦。
这也说明虽然单节四分之一波长变阻器是一种简单而有用的电路，单其频带太窄的缺点是显而易见的，未获得较宽的频带，可以采用双节或多节阻抗变换器。