微波实验
《微波技术》实验指导书
廖欣编
信息与通信学院
电子科学与技术系系
电子科学与技术
20201212年3月
目录
实验守则2实验一、导行电磁波的观测与电压驻波比测量4实验二、二端口微波网络散射参数的测量与阻抗匹配10
实验守则
一、微波技术的实验目的
微波技术的实验是学习微波技术与理论的重要环节之一，通过实验，学习常用微波参量的基本测量方法和技能；加深对微波理论的理解，以培养分析、解决实际问题的能力；学会微波测量中常用仪器和元件（如微波信号源、测量线、频率计、功率计等各种微波元件）及有关检波指示电路等调节与使用，进一步学习并提高基本实验技术（正确的操作和观察、数据处理、绘制曲线、写实验报告等）；培养科
学的工作态度和严密、严格以及实事求是的工作作风。
二、微波实验各个环节的要求
１．预习
预习是实验的一个重要环节，在每次实验之前，必须认真阅读实验实验指导书及教材中的有关内容，明确实验目的、要求、内容和原理；在此基础上做好实验前必要的准备工作，写好预习报告（即实验报告内容中①、②），做好实验前准备工作（如画好实验记录表格，计划好实验步骤等）。
未预习者不得上机操作。
2．实验
实验开始时要注意正确连接线路，并经实验指导老师检查后方可开始实验。
实验过程中要集中精力，要胆大心细。坚持科学态度，发现数据不合理时，应及时分析原因，必要时重测，切不可擅自修改数据。
实验完毕，将原始数据交指导老师检查，经允许后方可拆除系统。
3．实验报告
实验报告的一般内容为：
①目的要求；
②原理简述、线路（或方框图），包含主要仪器的型号、规格等；
③数据处理，包括原始数据、运算结果与误差分析，数据应尽可能整理成表格形式；
④曲线图；
⑤问题讨论、心得体会及建议等。
4．人身安全
实验中有些电子仪器带有高压，因此必须注意下列事项：
①实验者双手要保持干燥，鞋子要有一定绝缘性能；
②不要用手（或身体其它部位）触及带电部分；
③不准擅自打开机壳或盖板；
④一旦发生事故，要立即切断电源，采取应急措施并及时报告。
5．仪器设备
微波仪器设备和元器件价格昂贵，在使用中要多加爱护。
①使用仪器前必须了解其规格、量程和操作规程，不熟悉其性能和使用方法时，不准使用。
要注意不能随便玩弄和扳动仪表上的各种开关。
②挪动元器件时要轻拿轻放，不要用手接触其内表面。在调节可调元、部件（如波长计、测量线、可变衰减器等）和连接测试系统时，要平稳可靠，切不可强扭硬拧。
③仪器工作时必须有人在场。实验中随时（尤其是开机时）要注意各种仪表上的指示器及其易损部分有无异常现象，一旦发现应立即切断电源，保持现场并迅速报告。
凡由于违反操作规则损坏元器件者，该项实验成绩为不及格，并按规定赔偿经济损失。
6．注意维护实验场地的清洁
实验结束后，协同搞好卫生方可离开实验室。
实验一、导行电磁波的观测与驻波比测量
一、实验目的
1．熟悉波导测量线的使用方法；
2．观测矩形波导终端三种状态（短路、接任意负载、匹配）时，TE 10波的电场分量沿轴向上的分布；
3．掌握直接法测量电压驻波比。
二、实验原理
1．传输线中的三种状态
对于均匀无耗传输线，其工作状态分为三种：行波、驻波状态和行驻波状态。对于波导系统，其电场的基本解为
z
j rm z j r e E e a b r V E ββ??==)
/ln(0
（1）当终端接短路负载时，导行波在终端全反射——纯驻波状态。
z
j y z j y y y y e x a
E e x a E E E E ββππ+??
+?=+=)sin()sin(00在2
a
x =
处z
E e e E E y z j z j y y βββsin 2)(00?=+=+?其模值为：z E E y y βsin 20=最大值和最小值分别为：
0max
2y y E E =0
min
=y
E （2）当终端接任意负载时，导行波在终端部分被反射——行驻波状态。
z j y z j y y e x a
E e x a E E ββππ)sin(
)sin('
00+=?在2
a x =处
z
E e E E e E e E e E e E e E e E E y z j y y z
j y z j y z j y z j y z j y z j y y ββββββββcos 2)()()()'
0'00'0'0'00'00+?=++?=+=?????+?由此可见，与同轴系统一样，行驻波由一行波与一驻波合成而得。其模值为：
()
z
E E z E E
E y y y y y ββsin )(cos 2
'0022
'00?++=
其最大值和最小值分别为：
'
0max
y y y E E E +='0
0min
y y y
E E E ?=（3）当终端接匹配负载时，导行波仅有入射波而无反射波——行波状态。
z
j y y e E E β?=0其模值为：0
y y E E =由上述理论分析可知，在测量线的终端分别接上短路器、任意负载和匹配负载时，移动探针位置，都可以观测到测量线中不同位置的电场强度（复振幅大小）对应的电流指示读数。
2．直接法测量电压驻波比
驻波测量是微波测量中最基本和最重要内容之一。电压驻波比是传输线中电场最大值和最小值之比，表示为：
min
max E E =
ρ（1-1）
测量驻波比的方法有直接法，等指示度法和功率衰减法。
根据式（1-1）直接求出电压驻波比的方法称为直接法。该方法适用于测量中、小电压驻波比。
如晶体管为平方律检波，可直接测驻波波腹点和节点的电流值，式（1-1）成为：
min
max I I =
ρ（1-2）
3．测量线的原理和使用（1）测量线的工作原理
测量线由探针、谐振活塞、开槽波导（或开槽传输线段）和读数装置等几部分组成（见图1-1）。探针在开槽线中与电场耦合，吸收电磁波的功率，并由检波二极管将吸收的功率转为直流电流；调节谐振活塞主要是为了消除探针的反射影响，避免系统在匹配的条件下，驻波波腹点的位置发生偏移。
由于测量线中的检波二极管将探针吸收的电磁波功率变为了直流电流，电流表读数I 是探针所在处|E |对应的检波电流。任一位置处|E |与I 的对应关系由检波晶体二极管的检波特性而定，一般，这种关系可通过对二极管的定标来确定。在我们实验中所使用的功率电平范围内（小信号时），一般可近似地认为是平方律检波，即：
'
C I
E =
（1-3）
式（1-1）中，C′为比例系数。
采用归一化表示为：I E ='（1-4）
（2）测量线的调整
使用测量线以前，必须进行调整，其方法如下：
①开启信号源，测量系统应短路，将探针移至波腹点上，调节探针的调谐活塞，直至输出指示（电流表）读数最大，此时p b 已达到最小。
②调节探针插入深度，同时调整调谐活塞，使指示器读数最大，且达到电流表满刻度的2/3量程以上。
③调整时应注意，在信号源有足够输出和检波指示器有足够灵敏度的条件下，应尽量取较小的探针插入深度；同时，还应注意，当信号源的频率或探针插入深度改变时，必须重新对探针进行调整。
三、实验仪器及线路图
实验仪器和线路连接如图1-2所示。
四、实验内容与步骤
1．调整测量线
①按图1-2连接实验线路图（测量线接短路器）。开启信号源。②调节探针位置，使指示器读数为最大（此时探针位于波腹点）。
③调节探针插入深度，同时调整调谐活塞，使指示器读数最大，且达到满刻度的2/3量程以上。2．测量波长
用交叉读数法测量波导波长g λ，如图1-3所示。
3．测绘终端三种负载时|E ′|的分布
①测量线终端接短路器：在大约1.5个波长范围内，每半个波长范围取大约10个点，依次将探针移到这些位置上并读取测量线标尺刻度i D 与相应的指示器读数
i I
；
②测量线终端接任意负载，重复步骤①；③测量线终端接匹配负载，重复步骤①。4．电压驻波比的测量
用直接法测量电压驻波比。将探针移动到驻波腹点和节点，记录指示器读数。
由式（1-2）计算电压驻波比。
五、数据处理与表格
1．波导波长g λ的计算
（1）数据记录表格
实验中的测试数据和计算结果记录可以参考表1-1。
表1-1交叉读数法测量波导波长数据记录表格波节点1的位置
波节点2的位置
波节点3的位置
λg1λg2g
λD 'min1D'min2D 'min3D ''min1D ''min2D ''min3D min1
D min2
D min3
（2）波导波长λg 的计算
)
()(22
2
''2min '2min ''1min '1min '
'2min '2min ''1min '1min 1D D D D D D D D g +?+=×??+=λ；)
()(22
2''3min '3min ''2min '2min ''3min '3min ''2min '2min 2D D D D D D D D g +?+=×??+=λ；2
2
1g g g λλλ+=
。2．测绘'E 分布
（1）数据记录表格
①将实验中在1.5个波长内测得的i I 和对应的i D 进行记录，由式（1-2）分别计算出对应的i
E '值。
数据和计算结果记录可以参考表1-2。
表1-2传输线三种状态场强分布数据表格
终端接测量点1
2
3
…
29
30
标尺读数D i 电流表指示I i 归一化场强'
E
(2)绘制传输线三种状态的'E分布曲线
根据计算结果，以d为横坐标、归一化场强'E为纵坐标，在坐标纸上分别绘制传输线三种状态的'E分布曲线。
六、思考题
1.传输线终端分别接何种负载时，会形成驻波、行驻波和行波？它们各有什么特点？
2．当传输线分别为波导或同轴线时，其电场分布各有什么不同？为什么？
实验二二端口微波网络散射参数的测量与阻抗匹配
一、实验目的
1．掌握用三点法测量任意无源二端口可逆网络散射参数；2．掌握利用阻抗调配器进行阻抗匹配的方法和技巧。
二、实验原理
1．二端口微波网络的散射参数
在各种微波网络中，二端口微波网络是最基本的。例如：衰减器、移相器、阻抗变换器和滤波器等均属于二端口微波网络，这些网络的特点是输出功率比输入功率小，所以称为无源网络。
表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类：
一为反映网络参考面上电压与电流之间关系的参量（如图2-1（a ）所示）；一为反映网络参考面上入射波电压与反射波电压之间关系的参量（如图2-1（b ）所示）。
测量无源网络的参量，有很多的方法，并且有多种表达形式，如阻抗［Z ］参量、导纳［Y ］参量、散射［S ］参量等。微波频段通常采用［S ］参量，它可以比较容易用实验方法测量出来，并且可以通过相关的公式换算成其它的参量。
在图2-1（b ）中，二端口网络参考面（T 1和T 2面）上的归一化入射波电压和归一化反射波电压应用叠加原理，可以用两个参考面上的入射波电压来表示两个参考面上的反射波电压，就得到散射参量（［S ］参量）。其网络方程为
???+=+=22212122121111~~~~
~~i i r i i r U S U S U U S U S U 或：??
?
???????
??=??????212221
1211
21~~~~
i i r r U U S S S S U U （2-1）
12
1
2
T
式中，各参数的定义如下：
~
11112~~==i U i r U U S ，表示T 2面接匹配负载时，T 1面上的电压反射系数；0
~
21121
~~==i U i r U U S ，表示T 1面接匹配负载时，T 2面至T 1面的电压传输系数；0
~
12212~~==i U i r U U S ，表示T 2面接匹配负载时，T 1面至T 2面的电压传输系数；，表示T 1面接匹配负载时，T 2面上的电压反射系数。对于多端口网络，可以按上述方法同样定义。一般情况下，二端口网络的网络参量均有四个独立参量，但当网络具有某种特性（如对称性或可逆性等）时，网络的独立参量个数将会减少，如微波网络为可逆网络具有互易特性，有：S 12=S 21，则仅有三个独立参数。
2．实验原理
测量微波网络[S]参量的方法很多，本实验主要介绍三点法测量任意二端口微波网络散射参量。
三点法是将待测网络的输出面依次短路（反射系数为－1）、开路（反射系数为1）和接匹配负载（反射系数为0），并在输入端面依次测量反射系数的方法。然后根据测量得到的数据代入如下公式计算得出［S ］参量：
S 11＝Γ1L
（2-2）S O L
S O
S 11111222)(Γ?ΓΓ?Γ+Γ=（2-3）
S
L S
O S O L S S S 11111112211122)(Γ?ΓΓΓ?Γ+ΓΓ+
=（2-4）
式（2-2）、（2-3）、（2-4）中，Γ1O 对应短路点的反射系数；Γ1S 对应开路点的反射系数；Γ1L 对应接匹配负载时的反射系数。
由此可见，对被测网络得参考面T 2短路、开路、接匹配负载三种状态下测量参考面T1处得归一化阻抗，通过（2-2）、（2-3）、（2-4）三式，即可计算得到被测网络的三个未知散射参数S 11、S 12、S 22，这种测量方法就是所说的“三点法”。2．阻抗匹配
阻抗匹配的含义是使微波系统沿线没有反射，它包括对波源的匹配和对负载的匹配。调配的方法也很多，本实验利用E-H 双T 接头构成的双T 调配器（波导系统）
~
2
2221~
~==i U i r U U S
和三枝节调配器（同轴系统）对负载进行调配。
调配过程的物理意义是：调节调配器，使它产生一个反射波，抵消“失配负载”在系统中引起的反射。
双T调配器的H臂和E臂内，三枝节调配器的每一个臂内，都装有可调短路器和短路活塞，改变活塞在臂中的位置，即可改变接头处的电抗值。调节这些臂的短路活塞的位置，可以对除纯电抗负载外的任意失配负载阻抗进行调配。
三、线路连接图
1．散射参数测量
实验仪器和线路连接如图2-3所示。
2．阻抗调配
实验仪器和线路连接如图3-4所示。
四、实验步骤
1．测量线调整
按图3-3连接测量线路，开启信号源并调整好测量系统；
2．确定等效面位置
移动探针位置，确定并记录离负载最近的驻波波节点位置D
；
3．波长测量
（1）换下短路负载，接可变短路器，保持探针位于D T 处，调节可变短路器，使指示器读数为0，记下可变短路器活塞位置d min1；
（2）继续调节可变短路器，使指示器读数再次为0，记下该可变短路器活塞位置
d min2；
（3）计算波长波长λg ；
4．反射系数的测量
（1）将待测微波二端口网络接入线路中；
（2）在微波二端口网络后接匹配负载，按照微波阻抗的测量方法测量出匹配时的归一化阻抗Γ1L ；
（3）在微波二端口网络后接可变短路器，将可变短路器活塞置于d min1处，测量出短路时的反射系数Γ1S ；
（4）继续调整可变短路器，将活塞置于)(2
12min 1min d d +处，测量出开路时的反射系
数Γ1O 。
5．阻抗匹配
按图3-4连接测量线路，用最小点跟踪法进行调配（在调配过程中始终跟踪最小点的变化），使驻波比S ≤1.1。
五、数据表格
1．阻抗测量
实验中的测试数据和计算结果记录可以参考表3-1。
表3-1微波二端口网络阻抗参量测量数据表格
D T =
d min1=d min2=I min
I max
ρ
Γ
匹配短路开路
T
min
min
2．阻抗匹配
匹配前驻波比S=
匹配后驻波比'S=
微波光学实验 实验报告
近代物理实验报告 指导教师：得分： 实验时间：2009 年11 月23 日，第十三周，周一，第5-8 节 实验者：班级材料0705 学号200767025 姓名童凌炜 同组者：班级材料0705 学号200767007 姓名车宏龙 实验地点：综合楼503 实验条件：室内温度℃，相对湿度%，室内气压 实验题目：微波光学实验 实验仪器：（注明规格和型号） 微波分光仪，反射用金属板，玻璃板，单缝衍射板 实验目的： 1.了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验. 2.验证反射规律 3.利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长 4.测量并验证单缝衍射的规律 5.利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数 实验原理简述： 1.反射实验 电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。 2.迈克尔孙干涉实验 在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作 用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B 两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置 处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干 波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇 数倍,则干涉减弱。 3.单缝衍射实验 如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最 宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小 值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增
大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为 Φ=arcsin(3/2*λ/a ),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。 4. 微波布拉格衍射实验 当X 射线投射到晶体时,将发生晶体表面平面点阵散射和晶体内部平面点阵的散射,散射线相互干涉产生衍射条纹,对于同一层散射线,当满足散射线与晶面见尖叫等于掠射角θ时,在这个方向上的散射线,其光程差为0,于是相干结果产生极大,对于不同层散射线,当他们的光程差等于波长的整数倍时,则在这个方向上的散射线相互加强形成极大,设相邻晶面间距为d,则由他们散射出来的X 射线之间的光程差为CD+BD=2dsin θ,当满足 2dsin θ=K λ,K=1,2,3…时,就产生干涉极大.这就是布拉格公式,其中θ称为掠射角,λ为X 射线波长.利用此公式,可在d 已测时,测定晶面间距;也可在d 已知时,测量波长λ,由公式还可知,只有在 <2d 时,才会产生极大衍射 实验步骤简述： 1. 反射实验 1.1 将微波分光仪发射臂调在主分度盘180°位置,接收臂调为0°位置. 1.2 开启三厘米固态信号发射器电源,这时微安表上将有指示,调节衰减器使微安表指示满刻度. 1.3 将金属板放在分度小平台上,小分度盘调至0°位置,此时金属板法线应与发射臂在同一直线上, 1.4 转动分度小平台,每转动一个角度后,再转动接收臂,使接收臂和发射臂处于金属板的同义词,并使接收指示最大,记下此时接收臂的角度. 1.5 由此,确定反射角,验证反射定律,实验中入射角在允许范围内任取8个数值,测量微波的反射角并记录. 2. 迈克尔孙干涉实验 2.1 将发射臂和接收臂分别置于90°位置,玻璃反射板置于分度小平台上并调在45°位置,将两块金属板分别作为可动反射镜和固定反射镜. 2.2两金属板法线分别在与发射臂接收臂一致,实验时,将可动金属板B 移动到导轨左端,从这里开始使金属板缓慢向右移动,依次记录微安表出现的的极大值时金属板在标尺上的位置. 2.3 若金属板移动距离为L,极大值出现的次数为n+1则,L )2 ( λn ,λ=2L/n 这便是微波的波长,再令金属板反向移动,重复上面操作,最后求出两次所得微波波长的平均值. 3. 单缝衍射实验 3.1 预先调整好单缝衍射板的宽度(70mm),该板固定在支座上,并一起放到分度小平台上,单缝衍射板要和发射喇叭保持垂直, 3.2 然后从衍射角0°开始,在单缝的两侧使衍射角每改变1°,读一次表头读数,并记录.
微波电路S参数测量实验报告
微波电路S参数测量实验报告 一、实验目的 掌握微波电路S参数的基本概念、测试的原理和方法。 二、实验内容 用矢量网络分析仪测试微波滤波器的二端口S参数。 三、基本原理 网络分析仪中最常用的应用是矢量网络分析仪，它是用来测量、分析各种微波器件和组件S参数的高精度仪器，在整个行业中使用率极高，作为重要仪器很多从事产品研发和测试的电子工程师都有可能需要使用。矢量网络分析仪的原理如图1所示。 图1 矢量网络分析仪的原理图 上图中各部分的功能如下： A、信号源：提供被测件激励输入信号，被测器件通过传输和反射对激励波作出响应，被测器件的频率响应可以通过信号源扫频来获取，由于测试结构需要考虑多种不同的信号源参数对系统造成的影响，故一般我们采用合成扫频信号源。 B、信号分离装置：含功分器和定向耦合器，分别提取被测件输入和反射信号，从而测量出它们各自的相位和幅度大小，测试装置可以单独也可以集成到分析仪的内部。 C、接收机：对被测件的反射、传输和输入信号进行测试；采用调谐接收机可以提供最好的灵敏度和动态范围，还能抑制谐波和寄生信号。 D、处理显示单元：对测试结果进行处理和显示，它作为多通道一起，需要有基准通道和测试通道，通过二者的比较才能知道测试的精准度，它的显示功能很强大并且灵活，如多种标记功能、极限线功能等，给系统和元器件的性能和参数测试带来很大的便利性。
矢量网络分析仪本身自带了一个信号发生器，可以对一个频段进行频率扫描. 如果是单端口测量的话，将激励信号加在端口上，通过测量反射回来信号的幅度和相位，就可以判断出阻抗或者反射情况。而对于双端口测量，则还可以测量传输参数。 图2 利用网络分析仪测微波电路的S参数 微波滤波器可看作是一个二端口网络，具有选频的功能，可以分离阻隔频率，使得信号在规定的频带内通过或被抑制。 滤波器按其插入衰减的频率特征来分有四种类型：（1）低通滤波器：使直流与某一上限角频率ωC（截至频率）之间的信号通过，而抑制频率高于截至频率ωC的所有信号；（2）高通滤波器：使下限频率ωC以上的所有信号通过，抑制频率在ωC以下的所有信号；（3）带通滤波器：使ω1至ω2频率范围内的信号通过，而抑制这个频率范围外的所有信号。（4）带阻滤波器：抑制ω1至ω2频率范围内的信号，而此频率范围外的信号可以通过。 测试前需要特别注意的一点是，如果待测件是有源器件，连接待测件前一定先将网络分析仪的两个端口的输出功率降到-25dBm以下。否则不但不会得到正确的测试结果，而且还有可能将网络分析仪损坏。这一点是测量有源器件时需要特别注意的一点。 四、微波滤波器技术指标 工作频率：9.36GHz； 电压驻波比：<1.3； 插入损耗：< 1dB。 五、实验步骤 1、矢量网络分析仪开机； 2、矢量网络分析仪校准； 3、连接矢量网络分析仪与被测器件； 4、按下“PRESET”键，准备进行设置，并设置监视的频率范围：按下“FREQ”键，按下“CENTER”软键，使用数字键输入扫频段的中心频率，例如9360，然后按下“MHz”软键。同时按下“SPAN”软键，输入测量带宽，使用数字键输入“500”，然后按下“MHz”软键。
数字微波通信技术的发展及应用
数字微波通信技术的发展及应用 摘要：数字微波通信技术是在时分复用技术的基础上发展而来的一种新技术， 不仅可以传输电话信号，还可以传输数据信号及图像信号，所以在十分广泛的领 域都得到了应用，特别是在科学技术日新月异的当今时代，数字微波通信技术大 的发展前景十分广阔，应用范围也越来越广泛。可见，对数字微波通信技术的发 展及应用进行研究具有十分重要的现实意义，本文主要对此进行探究。 关键词：数字微波通信技术；发展；应用 微波是当今时代应用范围十分广阔的一种通信传输方式，数字微波通信技术 就是利用微波来传输数字信息的一种方式，同时还能够利用电波空间传输各种信 息甚至是对相互之间没有任何关联的信息进行传输，而且还能够在此基础上再生 中继，不得不说这是一种发展十分迅速的一种通信方式，本文主要对数字微波通 信技术的发展及应用进行研究，希望能够有效促进数字微波通信技术的不断发展。 1 数字微波通信技术的特点 数字微波通信技术之所以发展迅速且应用范围十分广泛是因为其具有其独特 的优势。数字微波通信技术的特点及其具体表现详见下表： 表1 数字微波通信技术的特点及其具体表现 2 数字微波通信技术的发展 微波通信技术是微波频段借助于地面视距进行信息传播的一种无线通信技术，已经出现了近几十年的时间。在出现初期阶段，微波通信系统通常是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统相同都是通信网长途传输干线的重要传输方式。具体而言，我国各个城市之间的电视节目是通过微波来进行传输的。20世纪70 年代初期随着科学技术的进步，人们开发出了几十兆比特每秒容量的数字微波通 信系统，可以说这个阶段是通信技术自模拟阶段向数字阶段转变的关键时期。20 世纪80年代末期，同步数字系列在传输系统中已经变得十分常见，可以说已经 被普遍应用，数字微波通信系统的容量也随之不断增大。当前，我们已经进入了 科学技术日新月异的新时代，数字微波通信技术与光纤、卫星一起被看作现代通 信技术的重中之重。 当今时代，数字微波通信技术不仅在传统传输领域内得到了关注，更在固定 宽带接入领域得到了众多专家学者的高度重视，可见数字微波通信技术发展态势 良好，发展前景十分广阔。 3 数字微波通信技术的主要发展方向 3.1 实现正交幅度调制级数的提升以及严格限带 要有效提升数字微波通信技术的频谱利用率一般需要应用到多电平正交幅度 调制技术，当前阶段，通常要应用到256与512正交幅度调制，未来还会应用到1024和2048正交幅度调制。此外，对于信号滤波器的设计要求也会变得越来越 严格，必须要确保其余弦滚降系数可以维持在一定范围内。 3.2 网格编码调制及维特比检测技术 采取复杂的纠错编码技术可以有效降低系统的误码率，但是这会导致系统的 频带利用率随之降低。这就要求我们必须采取有效措施来解决此问题，网格编码 调制技术就是不错的选择，可以有效处理该问题。需要注意的是，利用网格编码 调制技术需要使用维特比算法来进行解码。但是，在数字信号高速传输的当今时代，使用这种解码算法是具有一定难度的。
最新微波技术实验指导书
微波技术实验指导书
微波技术实验指导书
实验一微波测量系统的了解与使用实验性质：验证性实验级别：选做 开课单位：信息与通信工程学院学时：2学时一、实验目的： 1．了解微波测量线系统的组成，认识各种微波器件。 2．学会测量设备的使用。 二、实验器材： 1．3厘米固态信号源 2．隔离器 3．可变衰减器 4．测量线 5．选频放大器 6．各种微波器件 三、实验内容： 1．了解微波测试系统 2. 学习使用测量线 四、基本原理： 图1.1 微波测试系统组成 1．信号源
信号源是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备，微波信号源是对各种相应测量设备或其它电子设备提供微波信号。常用微波信号源可分为：简易信号发生器、功率信号发生器、标准信号发生器和扫频信号发生器。 本实验采用DH1121A型3cm固态信号源。 2．选频放大器 当信号源加有1000Hz左右的方波调幅时，用得最多的检波放大指示方案是“选频放大器”法。它是将检波输出的方波经选频放大器选出1000Hz基波进行高倍数放大，然后再整为直流，用直流电表指示。它具有极高的灵敏度和极低的噪声电平。表头一般具有等刻度及分贝刻度。要求有良好的接地和屏蔽。选频放大器也叫测量放大器。3．测量线 3厘米波导测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场的变化信息。 4．可变衰减器 为了固定传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波产生一定的衰减，衰减量固定不变的称为固定衰减器，可在一定范围内调节的称为可变衰减器。衰减器有吸收衰减器、截止衰减器和极化衰减器三种型式。实验中采用的吸收式衰减器，是利用置入其中的吸收片所引起的通过波的损耗而得到衰减的。一般可调吸收式衰减器的衰减量可在0到30-50分贝之间连续调节，其相应的衰减量可在调节机构的度盘上读出（直读式），或者从所附的校正曲线上查得。 五、实验步骤： 1．了解微波测试系统 1．1观看如图装置的的微波测试系统。
北邮微波实验报告整理版
北京邮电大学信息与通信工程学院 微波实验报告 班级：20112111xx 姓名：xxx 学号：20112103xx 指导老师：徐林娟 2014年6月
目录 实验二分支线匹配器 (1) 实验目的 (1) 实验原理 (1) 实验内容 (1) 实验步骤 (1) 单支节 (2) 双支节 (7) 实验三四分之一波长阻抗变换器 (12) 实验目的 (12) 实验原理 (12) 实验内容 (13) 实验步骤 (13) 纯电阻负载 (14) 复数负载 (19) 实验四功分器 (23) 实验目的 (23) 实验原理 (23) 实验内容 (24) 实验步骤 (24) 公分比为1.5 (25) 公分比为1（等功分器） (29) 心得体会 (32)
201121111x 班-xx 号-xx ——电磁场与微波技术实验报告 实验二 分支线匹配器 实验目的 1．熟悉支节匹配器的匹配原理 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 实验原理 支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），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。 单支节匹配器，调谐时主要有两个可调参量：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 ，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，通过增加一个支节，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（但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。 微带线是有介质εr (εr >1)和空气混合填充，基片上方是空气，导体带条和接地板之间是介质εr ，可以近似等效为均匀介质填充的传输线，等效介质电常数为 εe ，介于1和εr 之间，依赖于基片厚度H 和导体宽度W 。而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。 实验内容 已知：输入阻抗Z 75in ，负载阻抗Z (6435)l j ，特性阻抗0Z 75 ，介质基片 2.55r ，1H mm 。 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114d ，两分支线之间的距离为21 8 d 。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz 至2.2GHz 的变化。 实验步骤 1．根据已知计算出各参量，确定项目频率。 2．将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Smith 圆上。 3．设计单枝节匹配网络，在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度，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。此处应该注意电长度和实际长度的联系。 4．画出原理图，在用微带线画出基本的原理图时，注意还要把衬底添加到图中，将各部分的参数填入。注意微带 分支线处的不均匀性所引起的影响，选择适当的模型。 5．负载阻抗选择电阻和电感串联的形式，连接各端口，完成原理图，并且将项目的频率改为1.8—2.2GHz 。 6．添加矩形图，添加测量，点击分析，测量输入端的反射系数幅值。 7．同理设计双枝节匹配网络，重复上面的步骤。
微波基本参数的测量原理
微波基本参数的测量 一、实验目的 1、了解各种微波器件； 2、了解微波工作状态及传输特性； 3、了解微波传输线场型特性； 4、熟悉驻波、衰减、波长（频率）和功率的测量； 5、学会测量微波介质材料的介电常数和损耗角正切值。 二、实验原理 微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等。要对这些参数进行测量，首先要了解电磁波在规则波导内传播的特点，各种常用元器件及仪器的结构原理和使用方法，其次是要掌握一些微波测量的基本技术。 １、导行波的概念： 由传输线所引导的，能沿一定方向传播的电磁波称为“导行波”。导行波的电场E 或磁场H 都是x 、y 、z 三个方向的函数。导行波可分成以下三种类型： (A) 横电磁波（TEM 波）： TEM 波的特征是：电场E 和磁场H 均无纵向分量，亦即：0=Z E ,0=Z H 。电场E 和磁场H ，都是纯横向的。TEM 波沿传输方向的分量为零。所以，这种波是无法在波导中传播的。 (B) 横电波（TE 波）： TE 波即是横电波或称为“磁波”（H 波），其特征是0=Z E ,而0≠Z H 。亦即：电场E 是纯横向的，而磁场H 则具有纵向分量。 (C) 横磁波（TM 波）： TM 波即是横磁波或称为“电波”(E 波)，其特征是0=Z H ，而0≠Z E 。亦即：磁场H 是纯横向的，而电场E 则具有纵向分量。 TE 波和TM 波均为“色散波”。矩形波导中，既能传输mm TE 波，又能传输mm TM 波（其中m 代表电场或磁场在x 方向半周变化的次数，n 代表电场或磁场在y 方向半周变化的次数)。 ２、波导管： 波导管是引导微波电磁波能量沿一定方向传播的微波传输系统，有同轴线波导管和微带等，波导的功率容量大，损耗小。常见的波导管有矩形波导和圆波导，本实验用矩形波导。 矩形波导的宽边定为x 方向，内尺寸用a 表示。窄边定为y 方向，内尺寸用b 表示。10TE 波以圆频率ω自波导管开口沿着z 方向传播。在忽略损耗，且管内充满均匀介质（空气）下，波导管内电磁场的各分量可由麦克斯韦方程组以及边界条件得到： ()sin()j t z o y x E j e ωβωμππα-=-， ()sin()j t z o x x H j e ωβμαππα -=
微波技术实验报告
微波技术实验指导书目录 实验一微波测量仪器认识及功率测量________________________________ 2实验二测量线的调整与晶体检波器校准_______________________________ 5实验三微波驻波、阻抗特性测量_____________________________________ 8
实验一微波测量仪器认识及功率测量 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。 实验内容 一、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、隔离器或衰减器、定向耦合器、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 二、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 三、功率测量 在终端处接上微波小功率计探头，调整衰减器，观察微波功率计指示并作相应记录。
微波测量实验 实验三
实验三复反射系数（复阻抗）测量 121180166 赵琛 一、实验目的 1、了解测量线的基本结构和调谐方法，掌握微波晶体检波律的校 准方法 2、了解驻波测量与阻抗测量的意义与相互关系，熟练掌握用测量 线测量反射系数，即复阻抗的基本方法。 3、熟悉Smith阻抗圆图的应用 4、了解阻抗调配器作用及阻抗调配方法 二、实验原理 参看序言 1.3有关部分，1.5.2谐振式波长计，讲义第四部分YM1124单频点信号发生器，YM3892/YM3892A选频放大器使用说明。测试框图：
三、实验要求与步骤 1 在测量线后接短路片。按仪器使用说明正确调试微波信号源，放大器等。在调试中，一般测量线的探针调节旋钮无需调动，将信号调至最大，并用波长计测出信号源工作频率f，由此计算导波长λg。 2 在测量线后接短路片，用交叉读数法测出各最小点位置Dmin，求导波长λg，并与上面计算得到λg做比较。 3 在测量线后接匹配负载，用直接法测出其驻波系数。 4 在测量线后接膜片+匹配负载，用直接法、二倍最小法、功率衰减法测量其驻波系数，并测出最小点位置，计算该负载的输入阻抗及输入导纳。功率衰减器的刻度通过查表得到衰减量。 5 取下负载，测量线开口，测一下此时驻波系数ρ及Dmin，计算终端开口时的等效阻抗值。 6 在测量线后接短路片，测量晶体检波律。 四、实验数据与实验分析 1 用频率计算λg。 波长计示数为8.45，波长计型号为9507，查表可得，此时 f=9.3735GHz a=2.286cm， 带入公式可求得，λg=44.7mm 2 短路法测导波长λg
最小读数法读数：（单位：mm） 与计算得到λg对比：由数据可见，最小读数法测得的λg稍大于计算频率得到的λg，这个是符合预期的，因为这是由于测量线上开槽线的影响，使得在测量线中测得的导波长比不开槽的相同截面举行波导中的导波长要稍微长一点。因此，测量线测得的波长稍高于波长计测得的波长。 3 用直接法测阻抗匹配时的驻波系数： 分析：可以看出，由于此时阻抗匹配，ρ近似等于1。但是，由于ρ很小，驻波场最大值和最小值区别不大，且变化不尖锐，导致不易测
微波通信实验微波控制电路的设计与测试
1格式已调整，word 版本可编辑. 电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 宫大鹏 学 号： 0406 指导教师： 张小川 课程名称：微波通信专业学位综合实验1
电子科技大学 实验报告 学生姓名：宫大鹏学号：0406指导教师：张小川 实验地点：科研楼701实验时间：2012.10 一、实验室名称：微波通信专业学位实验室 二、实验项目名称：微波控制电路的设计及测试 三、实验原理： 微波控制电路根据其用途分类，主要包括以下三种情况：（1）微波信号传输路径通断或转换——微波开关，脉冲调制器等；（2）控制微波信号的大小——电控衰减器，限幅器，幅度调制器等；（3）控制微波信号的相位——数字移相器，调相器等。控制电路广泛用于微波测量、微波中继、雷达、卫星通信等系统。本实验重点讲解微波SPST和SPDT 的工作原理、设计及开关、环形器、隔离器主要电性能指标的测试。 衡量开关的电性能指标有：工作频率范围，插入损耗，隔离度，功率容量等。具体定义为： 1. 工作频率范围，指满足各项指标要求的频率范围，用起止频率表示； 2. 插入损耗，是开关导通时传到负载的实际功率与理想开关传到负载的功率之比； 3. 隔离度，是开关断开时负载上的实际功率与理想开关传到负载的功率之比； 如果用二端口网络参量表征开关网络特性，则开关的插入损耗和隔离度的定义可用（1-1）式表达 1.二极管开关工作原理 由二极管实现SPST分为串联型和并联型，其原理电路及等效电路如图3-1所示。在串联型电路中，器件呈低阻抗时，对应开关的导通状态，信号沿传输线传输。当器件呈高 2格式已调整，word版本可编辑.
哈工大 微波技术实验报告
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 微波技术 实验报告 院系：电子与信息工程学院班级： 姓名： 学号： 同组成员： 指导老师： 实验时间：2014年12月18日 哈尔滨工业大学
目录 实验一短路线、开路线、匹配负载S参量的测量------------------------------3 实验二定向耦合器特性的测量------------------------------------------------------6 实验三功率衰减器特性的测量-----------------------------------------------------11 实验四功率分配器特性的测量-----------------------------------------------------14 附录一RF2000操作指南-------------------------------------------------------------19 附录二射频电路基本常用单位------------------------------------------------------23 实验总结------------------------------------------------------------------------------------24
实验一 短路线、开路线、匹配负载S 参量的测量 一、实验目的 1、通过对短路线、开路线的S 参量S11的测量，了解传输线开路、短路的特性。 2、通过对匹配负载的S 参量S11及S21的测量，了解微带线的特性。 二、实验原理 S 参量 网络参量有多种，如阻抗参量[Z]，导纳参量[Y]，散射参量[S]等。微波频段 通常采用[S]参量，因为它不仅容易测量，而且通过计算可以转换成其他参量， 例如[Y]、[Z] 图1-1 一个二端口微波元件用二端口网络来表示，如图1-1所示。图中，a1,a2分 别为网络端口“１”和端口“２”的向内的入射波；ｂ1，ｂ2分别为端口“１”和端口 “2”向外的反射波。对于线性网络，可用线性代数方程表示： b1=S11a1+S12a2 b2=S21a1+S22a2 (1-1) 写成矩阵形式： ?? ??????????????=????? ???a a S S S S b b 212212211121 (1-2) 式中S11，S12，S21，S22组成[S]参量，它们的物理意义分别为 S11=11 a b 02=a “2”端口外接匹配负载时， “1”端口的反射系数 S21=12 a b 02=a “2”端口外接匹配负载时， “1”端口至“2”端口的传输系数 S12=21 a b 01=a “1”端口外接匹配负载时， “2”端口至“1”端口的传输系数
微波测量实验报告一
近代微波测量实验报告一 姓名：学号： 学院：时间：年月 一实验名称 频谱仪的使用及VCO测量 二实验目的 了解频谱仪原理，熟悉频谱仪的参数设置及使用方法；掌握信号频率、功率、相位噪声和谐波的测试方法。 三实验内容 1、点频信号测试 测试信号源输出点频信号1GHz的二次和三次谐波抑制比（输出功率分别为-20dBm和20dBm），测试信号的相噪（@10KHz、@100KHz、@1MHz），考察仪器分辨力带宽、视频带宽等设置对测试结果的影响； 2、VCO测试 测试VCO的输出频率范围、输出功率（包括对应的控制电压），测试某频率点的相噪（@1MHz）和二次、三次谐波抑制比。 四实验器材 RS公司SMBV信号源、FSL6频谱仪、APS3005S直流稳压电源、VCO、微波同轴电缆、微波转接头。 五实验原理及实验步骤 相位噪声：在频域内，一个理想正弦波信号的表现是一个单谱线；实际信号除了主信号之外还包括一些离散的谱线，它们是随机的幅度和相位的抖动，在正常信号的左右两边以边带调制的形式出现。在频域内信号的所有不稳定度总和表现为载波两侧的噪声边带，边带噪声是一个间接的测量与射频信号功率频谱相关噪声功率的指标。边带噪声可以表述为调频边带噪声和调幅边带噪声。大多数的被相位噪声测试系统测量信号的调幅边带功率相对调频边带功率来说都很小，所以对大多数信号来说测量的边带噪声就是调频边带噪声（即相位噪声也称单边带相位噪声）。它的定义为1Hz带宽内相位调制边带的功率和信号总功率的比值，
单位为dBc/Hz。在信号频谱分析仪上，边带噪声是相位噪声和幅度噪声的总和，通常当已知调幅噪声远小于相位噪声时(小于10dB以上)，在频谱仪上读出的边带噪声即为相位噪声。 实验步骤 a)设置矢量信号源，分别产生产生频率为1GHz，功率为20dBm和-20dBm 的正弦信号； b)连接信号源与频谱仪； c)设置频谱分析仪，设置中心频率为1GHz，通过调整Res BW和Video BW， 显示被测信号； d)测试在偏离信号10KHz、100KHz、1MHz时的相位噪声； e)调整频谱仪起始、终止频率或带宽使得屏幕足够显示频率为1GHz信号 的二次和三次谐波； f)通过Mkr键选择Delta设置，测量并标示出二次谐波和三次谐波抑制比； g)关闭矢量信号源，连接直流稳压电源、VCO及频谱分析仪； h)通过调节直流稳压电源的电压大小，在频谱仪上观察信号的频率和输出 功率的变化，记录下最大和最小功率，可得VCO的输出频率范围； i)选定频率点：控制电压7.4V，输出功率14.38dBm，频率1.502817GHz， 测试该频率点的相噪（@1MHz）和二次、三次谐波抑制比。 六实验结果 1、点频信号测试数据及图片 数据图片： a)输入功率为20dBm时 二次、三次谐波抑制比
微波仿真实验报告(北邮)
北京邮电大学 微波仿真实验报告
实验名称：微波仿真实验 姓名：刘梦颉 班级：2011211203 学号：2011210960 班内序号：11 日期：2012年12月20日 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。 4、掌握ADS，通过SmithChart和Momentum设计电路并仿真出结果。 二、实验要求 1、使用软件：ADS 2、实验通用参数： FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.02 特性阻抗：50欧姆 3、根据题目要求完成仿真，每题截取1~3张截图。 三、实验过程及结果
第一、二次实验 实验一： 1、实验内容 Linecal的使用（工作频率1GHz） a)计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度 b)计算FR4基片的50欧姆共面波导（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽 度与接地板之间的距离） 2、相关截图 （a）根据实验要求设置相应参数 （b）根据实验要求设置相应参数
实验二 1、实验内容 了解ADS Schematic的使用和设置 2、相关截图： 打开ADS软件，新建工程，新建Schematic窗口。 在Schematic中的tools中打开lineCalc，可以计算微带线的参数。
3、实验分析 通过在不同的库中可以找到想要的器件，比如理想传输线和微带线器件。在完成电路图后需要先保存电路图，然后仿真。在仿真弹出的图形窗口中，可以绘制Smith图和S参数曲线图。 实验三 1、实验内容 分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。 2、相关截图 （1）理想传输线
北京理工大学微波实验报告——无线通信系统
实验一无线通信系统（图像传输）实验 一、实验目的 1、掌握无线通信（图像传输）收发系统的工作原理； 2、了解各电路模块在系统中的作用。 二、实验内容 a)测试发射机的工作状态； b)测试接收机的工作状态； c)测试图像传输系统的工作状态； d)通过改变系统内部连接方式造成对图像信号质量的影响来了解各电路模块的作用。 三、无线图像传输系统的基本工作原理 发射设备和接收设备是通信设备的重要组成部分。其作用是将已调波经过某些处理（如放大、变频）之后，送给天馈系统，发向对方或转发中继站；接收系统再将空间传播的信号通过天线接收进来，经过某些处理（如放大、变频）之后，送到后级进行解调、编码等。还原出基带信息送给用户终端。为了使发射系统和接收系统同时工作，并且了解各电路模块在系统中的作用，通过实验箱中的天线模块和摄像头及显示器，使得发射和接收系统自闭环，通过图像质量来验证通信系统的工作状态，及各个电路模块的作用和连接变化时对通信或图像质量的影响。 以原理框图为例，简单介绍一下各部分的功能与作用。摄像头采集的信号送入调制器进频率调制，再经过一次变频后、滤波（滤去变频产生的谐波、杂波等）、放大、通过天线发射出去。经过空间传播，接收天线将信号接收进来，再经过低噪声放大、滤波（滤去空间同时接收到的其它杂波）、下变频到480MHz，再经中频滤波，滤去谐波和杂波、经视频解调器，解调后输出到显示器还原图像信号。 四、实验仪器 信号源、频谱分析仪等。 五．测试方法与实验步骤 （一）发射机测试 图1原理框图 基带信号送入调制器，进行调制(调幅或调频等调制),调制后根据频率要求进行上变频,变换到所需微波频率,并应有一定带宽,然后功率放大，通过天线发射或其它方式传播。每次变频后,会相应产生谐波和杂波，一般变频后加响应频段的滤波器,以滤除谐波和杂波。保证发射信号的质量或频率稳定度。另外调制器或变频器本振信号的稳定度也直接影响发射信号的好坏，因而，对本振信号的
北理工微波实验报告总结
实验一一般微波测试系统的调试 一、实验目的 1．了解一般微波测试系统的组成及其主要元、器件的作用，初步掌握它们的调整方法。 2．掌握频率、波导波长和驻波比的测量方法。 3．掌握晶体校正曲线的绘制方法。 二、实验装置与实验原理 常用的一般微波测试系统如1-1所示（示意图）。 微波 信号源 隔离 器 可变衰减器 频率计精密 衰减 器 测量线终端 负载 测量放大器图1-1 本实验是由矩形波导（3厘米波段， 10 TE模）组成的微波测试系统。其中，微波信号源（固态源或反射式速调管振荡器）产生一个受到（方波）调制的微波高频振荡，其可调频率范围约为7.5~12.4GHz。隔离器的构成是：在一小段波导内放有一个表面涂有吸收材料的铁氧体薄片，并外加一个恒定磁场使之磁化，从而对不同方向传输的微波信号产生了不同的磁导率，导致向正方向（终端负载方向）传播的波衰减很小，而反向（向信号源）传播的波则衰减很大，此即所谓的隔离作用，它使信号源能较稳定地工作。频率计实际上就是一个可调的圆柱形谐振腔，其底部有孔（或缝隙）与波导相通。在失谐状态下它从波导内吸收的能量很小，对系统影响不大；当调到与微波信号源地频率一致（谐振）时，腔中的场最强，从波导（主传输线）内吸收的能量也较多，从而使测量放大器的指示数从某一值突然降到某一最低值，如图1－2(a)所示。此时即可从频率计的刻度上读出信号源的频率。从图1-1可知，腔与波导（主传输线）只有一个耦合元件（孔），形成主传输线的分路，这种连接方式称为吸收式（或称反应式）连接方法。另一种是，腔与主传输线有两个耦合器件，并把腔串接于主传输线中，谐振时腔中的场最强，输出的能量也较多，因而测量放大器的指示也最大，如
数字微波通信技术的发展及应用
数字微波通信技术的发展及应用 发表时间：2018-12-17T17:13:38.747Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：牛同江[导读] 摘要：数字微波通信技术是在时分复用技术的基础上发展而来的一种新技术，不仅可以传输电话信号，还可以传输数据信号及图像信号，所以在十分广泛的领域都得到了应用，特别是在科学技术日新月异的当今时代，数字微波通信技术大的发展前景十分广阔，应用范围也越来越广泛。 甘肃省新闻出版广电局无线传输中心711台甘肃兰州 730000 摘要：数字微波通信技术是在时分复用技术的基础上发展而来的一种新技术，不仅可以传输电话信号，还可以传输数据信号及图像信号，所以在十分广泛的领域都得到了应用，特别是在科学技术日新月异的当今时代，数字微波通信技术大的发展前景十分广阔，应用范围也越来越广泛。可见，对数字微波通信技术的发展及应用进行研究具有十分重要的现实意义，本文主要对此进行探究。 关键词：数字微波通信技术；发展；应用微波是当今时代应用范围十分广阔的一种通信传输方式，数字微波通信技术就是利用微波来传输数字信息的一种方式，同时还能够利用电波空间传输各种信息甚至是对相互之间没有任何关联的信息进行传输，而且还能够在此基础上再生中继，不得不说这是一种发展十分迅速的一种通信方式，本文主要对数字微波通信技术的发展及应用进行研究，希望能够有效促进数字微波通信技术的不断发展。 1 数字微波通信技术的特点 数字微波通信技术之所以发展迅速且应用范围十分广泛是因为其具有其独特的优势。数字微波通信技术的特点及其具体表现详见下表： 表1 数字微波通信技术的特点及其具体表现 2 数字微波通信技术的发展 微波通信技术是微波频段借助于地面视距进行信息传播的一种无线通信技术，已经出现了近几十年的时间。在出现初期阶段，微波通信系统通常是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统相同都是通信网长途传输干线的重要传输方式。具体而言，我国各个城市之间的电视节目是通过微波来进行传输的。20世纪70年代初期随着科学技术的进步，人们开发出了几十兆比特每秒容量的数字微波通信系统，可以说这个阶段是通信技术自模拟阶段向数字阶段转变的关键时期。20世纪80年代末期，同步数字系列在传输系统中已经变得十分常见，可以说已经被普遍应用，数字微波通信系统的容量也随之不断增大。当前，我们已经进入了科学技术日新月异的新时代，数字微波通信技术与光纤、卫星一起被看作现代通信技术的重中之重。 当今时代，数字微波通信技术不仅在传统传输领域内得到了关注，更在固定宽带接入领域得到了众多专家学者的高度重视，可见数字微波通信技术发展态势良好，发展前景十分广阔。 3 数字微波通信技术的主要发展方向 3.1 实现正交幅度调制级数的提升以及严格限带 要有效提升数字微波通信技术的频谱利用率一般需要应用到多电平正交幅度调制技术，当前阶段，通常要应用到256与512正交幅度调制，未来还会应用到1024和2048正交幅度调制。此外，对于信号滤波器的设计要求也会变得越来越严格，必须要确保其余弦滚降系数可以维持在一定范围内。
微波通信实验微波控制电路的设计与测试
电子科技大学 实 验 报 告 学生姓名：宫大鹏 学号：201222040406 指导教师：张小川
电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 宫大鹏 学 号： 201222040406 指导教师：张小川 实验地点： 科研楼701 实验时间：2012.10 一、 实验室名称：微波通信专业学位实验室 二、 实验项目名称：微波控制电路的设计及测试 三、 实验原理： 微波控制电路根据其用途分类，主要包括以下三种情况：（1）微波信号传输路径通断或转换——微波开关，脉冲调制器等；（2）控制微波信号的大小——电控衰减器，限幅器，幅度调制器等；（3）控制微波信号的相位——数字移相器，调相器等。控制电路广泛用于微波测量、微波中继、雷达、卫星通信等系统。本实验重点讲解微波SPST 和SPDT 的工作原理、设计及开关、环形器、隔离器主要电性能指标的测试。 衡量开关的电性能指标有：工作频率范围，插入损耗，隔离度，功率容量等。具体定义为： 1. 工作频率范围，指满足各项指标要求的频率范围，用起止频率表示； 2. 插入损耗，是开关导通时传到负载的实际功率与理想开关传到负载的功率之比； 3. 隔离度，是开关断开时负载上的实际功率与理想开关传到负载的功率之比； 如果用二端口网络参量表征开关网络特性，则开关的插入损耗和隔离度的定义可用（1-1）式表达 ()11lg 10lg 102 21--==ΛΛΛΛΛΛΛS P P L out a
1.二极管开关工作原理 由二极管实现SPST分为串联型和并联型，其原理电路及等效电路如图3-1所示。在串联型电路中，器件呈低阻抗时，对应开关的导通状态，信号沿传输线传输。当器件呈高阻抗时，对应开关断开。在并联型电路中，情况正好相反，当器件呈高阻时，信号可传送至负载。器件呈低阻时，电路近似短路，信号几乎全部反射。 单刀双掷开关常用于实现共用天线收发信机中接收支路和发射支路间的相互转换。与SPST相似，SPDT按PIN管联接方式，也可分为并联型和串联型两种电路，电路原理图如图3-2所示。以并联型电路为例来分析其工作原理。当D1导通，D2截止时，由于D1管近似短路，经过四分之一波长传输线后，相当于开路，因此B2为开关的导通端，B1为隔离端。反之，当D2导通，D1截止时，B1为开关的导通端，B2为隔离端。 00 （a）串联型（b）并联型 out P 0 P P out （c）串联等效电路（d）并联等效电路图3-1 单刀单掷开关电路简化图 g λ g λgλ g λ （a）并联型（b）串联型 图3-2 单刀双掷开关原理电路
实验一、微波测量基础知识实验报告
实验一、微波测量基础知识 班级：核32 姓名：杨新宇学号：2013011806 同组成员：杨宗谕一、实验目的 （1）了解和掌握信号发生器使用及校准。 （2）了解微波测量系统的基本组成和工作原理。 （3）掌握常用微波测量系统各器件的调整和使用方法。 （4）频率计（波长表）校准。 （5）了解和掌握测量线使用方法 二、实验原理及系统组成 1、微波信号源 图1是微波信号源的基本框图。通常由微波信号源、微波测量装置和指示器三部分组成。 它负责提供一定频率和功率的微波信号。同低频信号源一样，其信号可以是连续波也可以是调制波，工作方式有点频、扫频两种状态工作。微波信号源被广泛应用的类型主要有以下两种： （1）标准信号发生器 标准信号发生器其输出信号的频率、功率和调制系数可在一定范围内调节（有时调制系数可以固定不变），并能准确读数且屏蔽良好。它能做到输出微波信号准确已知，并能精细调节，特别是能将信号功率连续衰减到毫瓦、微瓦级电平，根据不同用途可具有不同的调制方式。 （2）扫频信号发生器 扫频信号发生器是能产生扫频信号的微波信号源，它能从所需频率范围的一端连续地“扫变”到另一端，所以能直接得到各个频率上的测量结果，在示波器或者记录仪上立即显示出所需要的频率特性曲线。
本实验采用的微波源是YM1123 标准信号发生器，工作在等幅模式下。 2、微波测量装置 微波测量装置如图2 所示。主要包括驻波测量线、调配元件、待测元件和辅助元件（如短路器、衰减器、匹配负载、移相器等）。 3、指示器部分 指示器是用于显示测量信号特性的仪表，如直流电流表、测量放大器、功率计、示波器、数字频率计、频率计（波长表）等。 4、元件基本原理及作用 信号源：本次实验采用YM1123标准信号发生器作为信号源，测量时工作在等幅模式，非测量时工作在其他模式，具体原理见本节第一部分。 数字频率计：由于信号源显示的频率不准，所以要用一个数字频率计来进行频率校准。后面的频率值均为数字频率计的示数。 同轴波导转换：将同轴线和后面的矩形波导连接起来，将同轴线中的TEM波转变成要测量的微波信号。 隔离器：隔离器是单向通过的，可以屏蔽反射波，保护信号源。 可变衰减器：用一个薄片插入波导，可以吸收微波的能量，衰减微波的功率，通过调节薄片插入深度来调整吸收能量的大小，在实验开始时将其调至最大值，保护后面的元件。实验过程中用来将微波功率衰减到适合测量的值（大约10-20mV）。 波长表：用来测量微波信号频率，本次实验用的波长表是吸收式波长表，当波长表的谐振腔与信号源谐振时，主波导中一部分能量被耦合到波长表谐振腔内，因此电表指示明显下降。电表指示最小时，波长表所对应的频率为信号源工作频率。 波导型晶体检波器：将波导中的微波信号转变成电流信号或电压信号，方便测量，本次实验中将信号转变成电压信号，再用万用表进行测量。 万用表：测量波导型晶体检波器输出的电压信号，从而得到微波功率。