微波光学实验报告思考题

微波光学实验报告处理要求参考

（以下一共是12个实验项目的处理参考要求，具体对于个人请结合自己所做的实验项目进行处理分析，如果实验报告纸张不够，请自行加页，希望实验报告在本月底之前交由学习委员统一上交）

实验一 系统初步实验

从测量的数据来看，电磁波辐射的信号随传播距离、空间方位如何变化？ 实验二 反射

根据测量结果，计算填写实验时的表格，另外总结这个实验结果验证了什么规律？ 实验三 驻波—测量波长

根据测量结果，计算填写实验时的表格，其中波长的实际值计算可根据该实验所用微波频率为10.545GHz，波速为真空中光速来计算。 实验四 棱镜的折射

根据测量的入射角和折射角数据，计算出所使用材料的聚乙烯板的折射率。 实验五 偏振

根据实验测量数据，看能否发现接收器接收信号强度与偏振板角度和接收器转角之间的关系，找出偏振板改变微波偏振的规律。（能配用作图法分析最好） 实验六 双缝干涉

处理要求1、根据计算出微波波长，其中d为两

狭缝之间的距离， 为探测角，为入射波的波长，n为接收器转过角度时检流计出现的极大值次数（整数）。

处理要求2、根据测量数据表格绘制电流随转角变化的曲线图，结合图分析实验结果。

实验七 劳埃德镜

根据测量数据，计算出微波波

实验14 微波光学实验

微波在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、国防工业的国民经济的各个方面都有十分广泛的应用。研究微波，了解它的特性具有十分重要的意义。

微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性。都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。因此用微波作波动实验与用光作波动实验所说明的波动现象及规律时一致的。由于微波的波长比光波的波长在数量级上相差一万倍左右，因此用微波来做波动实验比光学实验更直观，方便和安全。比如在验证晶格的组成特征时，布喇格衍射就非常的形象和直观。

通过本系统所提供的以下实验内容，可以加深对微波及微波系统的理解，特别是微波的波动这一特性。

【实验目的】

1. 了解微波光学系统实验的仪器和组件的工作原理，掌握其使用的一般方法。 2. 了解迈克尔逊干涉仪工作原理，测量并计算微波波长。 3. 了解劳埃德镜原理，并用劳埃德镜测微波波长。

4. 了解法布里-贝罗干涉仪原理，测量并计算微波波长。 5. 了解布喇格衍射实验原理，并测量立方晶格内晶面间距。

【仪器用具】

ZKY-WB微波光学实验仪。

【仪器介绍】

1． 仪器组成

微波信号源

输出频率10.545GHz，波长2.84459cm，功率15mW，频率稳定度可达5×

1. 请分别画出通过式、反应式和终端反射式微波谐振腔的谐振曲线（幅频特性）。

2. 当耦合系数β《1时，分别写出通过式、反应式和终端反射式微波谐振腔固有品质因数Q0的测试方案，其中包括

（1） 组建由标量网络分析系统组成的Q0值测试系统方框图； （2） 测试步骤和计算公式； （3） 主要测试误差源。

3. 相位噪声与噪声系数是否是同一概念，为什么? 4. 简述测试噪声系数的Y系数方法。

5. 若用平均微波功率计测试幅值较大的脉冲调制的正弦波功率，怎样添加一些必要的元器件和设备进行测试，请画出测试系统方框图，并给出测试步骤。

6. 当微波信号源和负载均不匹配时，在两者之间将产生来回无穷反射。证明

（1） 负载总的入射波a1为

a1?bg(1??g?L)

式中bg为负载匹配时源的输出波，Γg和ΓL分别为微波信号源和负载的反射系数；

（2） 总的反射波b1为

b1?a1?L

（3） 若负载为功率测试探头，则测试误差为

?PdB?10lg(1??L)?10lg1??g?L

227. 已知两端口网络的散射参数和该网络输出负载反射系数ΓL，求该网络输入端口的反射系数Γin。

8. 请描述标量网络分析仪测试被测件插入损失和反射损失的校准方法。

1. 请分别画出通过式、反应式和终端反射式微波谐振腔的谐振曲线（幅频特性）。

2. 当耦合系数β《1时，分别写出通过式、反应式和终端反射式微波谐振腔固有品质因数Q0的测试方案，其中包括

（1） 组建由标量网络分析系统组成的Q0值测试系统方框图； （2） 测试步骤和计算公式； （3） 主要测试误差源。

3. 相位噪声与噪声系数是否是同一概念，为什么? 4. 简述测试噪声系数的Y系数方法。

5. 若用平均微波功率计测试幅值较大的脉冲调制的正弦波功率，怎样添加一些必要的元器件和设备进行测试，请画出测试系统方框图，并给出测试步骤。

6. 当微波信号源和负载均不匹配时，在两者之间将产生来回无穷反射。证明

（1） 负载总的入射波a1为

a1?bg(1??g?L)

式中bg为负载匹配时源的输出波，Γg和ΓL分别为微波信号源和负载的反射系数；

（2） 总的反射波b1为

b1?a1?L

（3） 若负载为功率测试探头，则测试误差为

?PdB?10lg(1??L)?10lg1??g?L

227. 已知两端口网络的散射参数和该网络输出负载反射系数ΓL，求该网络输入端口的反射系数Γin。

8. 请描述标量网络分析仪测试被测件插入损失和反射损失的校准方法。

绪论

什么是微波，微波有什么特点，微波有那些应用 第一章

1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。 2. 均匀无耗传输线方程为

其解为

其参量为 ， ， ，

3. 终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态： (1) 当

时，传输线工作于行波状态。线上只有入射波存在，电压电

流振幅不变，相位沿传播方向滞后；沿线的阻抗均等于特性阻抗；

电磁能量全部被负载吸收。 (2) 当

、

和

时，传输线工作于驻波状态。线上入射波和反射

波的振幅相等，驻波的波腹为入射波的两倍，波节为零；电压波腹点的阻抗为无限大，电压波节点的阻抗为零，沿线其余各点的阻抗均为纯电抗；没有电磁能量的传输，只有电磁能量的交换。

1

(3) 当 时，传输线工作于行驻波状态。行驻波的波腹小于两

，

倍入射波，波节不为零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻 电压波节点的阻抗为最小的纯电阻 收，另一部分被负载反射回去。 4. 表征传输线上参

1.为什么直流电动机要进行零励磁保护？

答：因为直流电动机在运行中，若失去励磁电流或励磁电流减小很多，则轻载时将产生超速运行甚至发生飞车；重载时则使电枢电流迅速增加，电枢绕组会因发热而损坏，所以要采用零励磁保护。

2.（1）为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？ 答案同上

（2）起动时电枢回路必须串联起动变阻器？

答：启动时，电枢是静止的，此时E＝0，所以启动电流Ia＝U/Ra，又因Ra很小，所以启动电流

大，必须串联电阻限制启动电流。

3.什么对调直流电源的正负极，可以改变直流他励电动机的转向，而不可以改变直流并励电动机的转向？

答：对于直流他励电动机来说，改变对调直流电源的正负极只会改变电枢电流方向，而不会改变励磁电流方向，所以可以改变电机转向。对于直流并励电动机来说，改变对调直流电源的正负极不仅会改变电枢电流方向，而且会改变励磁电流方向，所以转向不改变。 4.为什么交流电动机直接启动时，启动电流很大？

答：异步电动机启动时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以最快的相对速度切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定子电流，一般启动电流可达额定电流的5～7倍。

5.三相异步电动机断了一根电源线后，为

课程设计(综合实验)报告

( 2015 -- 2016 年度第 1 学期)

名 称：题 目：院 系：班 级：学 号：学生姓名：指导教师：设计周数：

成 绩：日期： 操作系统综合实验 oslab综合实验 计算机系

分散进行 2015 年 10 月 29 日

实验1 实验环境的使用

一、 综合实验的目的与要求

? 熟悉操作系统集成实验环境OS Lab 的基本使用方法。 ? 练习编译、调试EOS 操作系统内核以及EOS 应用程序。 二、实验正文

1.启动 OS Lab 2.1 执行项目

Windows 控制台窗口内容显示2.2 调试项目

2.2.1 使用断点中断执行 2.2.2 单步调试

2.2.2 .3单步调试 结果显示：

练习使用“逐语句”功能和“跳出”功能 2.2.3 查看变量的值 快速监视 添加监视2.2.4 调用堆栈 调用堆栈显示内容进入Func 函数

双击 main 函数所

1.为什么直流电动机要进行零励磁保护？

答：因为直流电动机在运行中，若失去励磁电流或励磁电流减小很多，则轻载时将产生超速运行甚至发生飞车；重载时则使电枢电流迅速增加，电枢绕组会因发热而损坏，所以要采用零励磁保护。

2.（1）为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？ 答案同上

（2）起动时电枢回路必须串联起动变阻器？

答：启动时，电枢是静止的，此时E＝0，所以启动电流Ia＝U/Ra，又因Ra很小，所以启动电流

大，必须串联电阻限制启动电流。

3.什么对调直流电源的正负极，可以改变直流他励电动机的转向，而不可以改变直流并励电动机的转向？

答：对于直流他励电动机来说，改变对调直流电源的正负极只会改变电枢电流方向，而不会改变励磁电流方向，所以可以改变电机转向。对于直流并励电动机来说，改变对调直流电源的正负极不仅会改变电枢电流方向，而且会改变励磁电流方向，所以转向不改变。 4.为什么交流电动机直接启动时，启动电流很大？

答：异步电动机启动时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以最快的相对速度切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定子电流，一般启动电流可达额定电流的5～7倍。

5.三相异步电动机断了一根电源线后，为

天线与微波复习思考题

一、填空

1、对于低于微波频率的无线电波，其波长远大于电系统的实际尺寸，可用电路分析法进行分析；频率高于微波波段的光波等，其波长远小于电系统的实际尺寸，因此可用光学分析法进行分析；微波则由于其波长与电系统的实际尺寸相当必须用场分析法进行分析。

2、在圆波导中有两种简并模，它们是E-H简并和极化简并。 3、激励波导的方法通常有三种：电激励、磁激励和电流激励。

4、各种集成微波传输系统归纳起来可以分为四大类：准TEM波传输线、非TEM波传输线、开放式介质波导传输线和半开放式介质波导。

5、微波元器件按其变换性质可分为线性互易元器件、线性非互易元器件以及非线性元器件三大类。

6、微波连接匹配元件包括终端负载元件、微波连接元件以及阻抗匹配元器件三大类。

7、在微波系统中功率分配元器件主要包括定向耦合器、功率分配器以及各种微波分支器件。

8、非互易微波铁氧体元件最常用的有隔离器和环形器。

9、天线按辐射源的类型可分为线天线和面天线，把天线和发射机或接收机连接起来的系统称为馈线系统。

10、超高频天线，通常采用与场矢量相平行的两个平面来表示，即E平面和H平面。

11、根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，电波传播方式分为

目录

一.摘要 .................................................. 1 二.实验目的 .............................................. 1 三．实验基本原理及内容 ................................... 1 四．实验装置说明及流程图 ................................. 3 五．实验步骤 ............................................. 4 六．实验注意事项 ......................................... 4 七．实验数据处理 ......................................... 5 八．结果与讨论 ........................................... 8 九．误差分析 ............................................. 9 十．思考题 .....................................