微波基本参数的测量预习报告

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1、微波基本参数的测量预习报告摘要本实验，我们要利用微波产生的电磁场的研究和分析以及相关的仪器对微波的频率、功率、驻波比进行测量，以掌握微波技术的基本知识和实验方法。通过实验了解微波传输系统的原理及组成，掌握微波的基本测量方法，以达到更进一步的掌握微波的基本信息的目的。关键词微波、波长表、频率、功率、驻波比、阻抗正文微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。微波成为一门技术科学，开始于20世纪30年

2、代。微波技术的形成以波导管的实际应用为其标志，若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发明，是另一标志。在第二次世界大战中，微波技术得到飞跃发展。因战争需要，微波研究的焦点集中在雷达方面，由此而带动了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测量等技术的研究和发展。至今，微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科，又是不断向纵深发展的学科。一、实验原理简析1、微波微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、

3、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热，微波炉就是利用这一特点制成的，而对金属类东西，则会反射微波。42、微波的似声似光性微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多。使得微波的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小，使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄

4、方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方位和距离，分析目标特征。由于微波波长与物体（实验室中无线设备）的尺寸有相同的量级，使得微波的特点又与声波相似，即所谓的似声性。3、波导管波导管是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子。波导管用来传送超高频电磁波，通过它脉冲信号可以以极小的损耗被传送到目的地，波导管内径的大小因所传输信号的波长而异，多用于厘米波及毫米波的无线电通讯、雷达、导航等无线电领域。波导管的功率容量大，损耗小，特别适用于大功率微波系统，常见的有矩形波导和圆

5、波导两种，本实验室用矩形波导管。4、谐振腔用于微波波段的谐振电路，通常是在波导的两端用导电板短路而构成的封闭腔体。电磁场被限制在腔内，没有辐射损耗，谐振腔的品质因数Q值较高。但是由于要与不同频率的微波发生谐振，即需要改变频率，那么必须改变谐振腔的尺寸，进而影响到谐振腔的品质因数Q。在理想的无耗谐振腔内，任何电磁扰动一旦发生就永不停歇。当扰动频率恰使腔内的平均电能和平均磁能相等时便发生谐振，这个频率称为谐振频率。而谐振腔的主要参数就是谐振频率f和品质因数Q。5、功率计功率计由功率探头和指示器两部分组成，功率探头是一个依据能量守恒定

6、律，将微波功率线性地装换成直流电压的换能器。指示器是一台高增益、低噪音的直流电压放大器，放大功率探头提供的微弱信号，用数字电压显示功率值。功率探头是利用热电效应将射频功率线性地装换成热电势输出。其中的射频直流转换部分：主要是由热元件及匹配的散元件组成，热电元件采用真空镀膜技术，在介质薄膜上形成热电偶堆，在同轴结构的电磁场中，它既是终端的吸收负载，又是热电转换元件，电磁波从同轴传输线部分输出，消耗在热元件上使热电堆上两个热点节的温度上升，产生与所加射频能量成正比的热电动势，该电势送入指示器进行放大，做读数指示。6、常用波导元件①　

7、衰减器，衰减器是一段波导，在垂直波导宽边并沿纵向向插入吸收片，使通过波的损耗达到衰减，可调节吸收片进入波导的深度以改变衰减量。②　匹配负载，匹配负载一般做成波导段的形式，终端短路，并包含有一些安置在电场平面内的吸收片，吸收片做成特殊的劈形以实现与波导间的缓变过度匹配。4①　隔离器，是一种氧气非互易元件，具有单向衰减特性，即波从正面通过，衰减极小，而反面通过时衰减很大，常用于振荡器与负载之间，起隔离作用，使振荡器工作稳定。②　可变短路器，可变短路器由短路活塞与传动读书装置构成，是一个可变电抗。③　环行器，环形器是一种具有非互易特征

8、的分支传输系统。7、微波的基本特征微波的波长极短，具有“似光性”直线传播的特点；微波的频率极高；微波可以毫无阻碍地穿过电离层，具有穿透性；在微波波段，电磁波每个量子的能量范围为10-6—10-3eV；研究方法和测量技术上，微波电路与低频电路中采用“路”的概念和方