微波与天线实验报告

微波技术与天线实验报告

专业： 班级： 姓名： 学号：

1

微波技术与天线实验

实验一: 利用matlab绘制电基本阵子E面方向图和空间立体方向图。 1、绘制电基本振子E平面方向图： 程序：sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);

fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)'; f=abs(sin(sita)); fmax=max(max(f)); a=linspace(0,2*pi); f=sin(a);

subplot(1,1,1),polar(a,abs(f)); title('电基本振子E平面');

图1-1电基本振子E平面

2、绘制电基本振子空间立体方向图: 程序：sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);

fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)'; f=abs(sin(sita)); fmax=max(max(f));

[x,y,z]=sph2cart(fai,pi/2-sita,f/fmax);

2

subplot(1,1,1),mesh(x,y,z);

axis([-1 1 -1 1 -1 1]);title('电基本振子空间主体

实 验 报 告

实验课程：学生姓名：学 号：专业班级：

微波技术与天线

2011年 6月3日

目 录

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

实验二 微波波导波长、频率的测量、分析和计算

实验三 微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算

实验四 微波网络参数的测量、分析和计算

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

一、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。 二、实验内容：

1、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

实 验 报 告

实验课程：学生姓名：学 号：专业班级：

微波技术与天线

2011年 6月3日

目 录

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

实验二 微波波导波长、频率的测量、分析和计算

实验三 微波驻波比、反射系数及阻抗特性测量、分析和计算

实验四 微波网络参数的测量、分析和计算

实验一 微波测量系统的认识及功率测量

一、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。 二、实验内容：

1、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

天线原理演示实验指导书

实验一 半波振子天线的制作与测试

一、实验目的

1、掌握50欧姆同轴电缆与SMA连接器的连接方法。 2、掌握半波振子天线的制作方法。

3、掌握使用“天馈线测试仪”测试天线VSWR和回波损耗的方法。 4、掌握采用“天馈线测试仪” 测试电缆损耗的方法。

二、实验原理

（1）天线阻抗带宽的测试 测试天线的反射系数（S11），需要用到公式（1-1）：

S11?ZA?Z0?|?|exp(j?)

ZA?Z0（1-1）

根据公式（1-1），只要测试出来的|Γ|值低于某个特定的值，就可以说明在此条件下天线的阻抗ZA接近于所要求的阻抗Z0（匹配），在天线工程上，Z0通常被规定为75Ω或者50Ω，本实验中取Z0=50Ω。天线工程中通常使用电压驻波比（VSWR）ρ以及回波损耗（Return Loss，RL）来描述天线的阻抗特性，它们和|Γ|的关系可以用公式（1-2）和（1-3）描述：

??1?|?|

1?|?|（1-2）

RL??20lg(|?|) [dB]

表1-1 工程上对天线的不同要求（供参考）

天线带宽 窄带（相对带宽5%以下） 驻波系数ρ的要求 ρ≤1.2或1.5 （1-3）

对于不同要求的天线，对阻抗匹配的要求也不一样，该要

《微波技术与天线》

课 程 考 查 报 告

班级： 姓名： 学号： 成绩：

Ⅰ课程内容总结： 一、 均匀传输线理论 1.1 均匀传输线方程及其解

共有三个参量：1）均匀传输线方程2) 传播常数γ 3) 相速υp与波长 λ 1.2 传输线阻抗与状态参量 1. 输入阻抗

由上一节可知, 对无耗均匀传输线, 线上各点电压U(z)、 电流I(z)与终端电压Ul、终端电流Il的关系如下：

U(z)?U1cos(?z)?jI1Z0sin(?z)??U1?I(z)?I1cos(?z)?jsin(?z)?Z0? 2. 反射系数

定义传输线上任意一点z处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）

U_(z)?U?(z)??之比为电压（或电流）反射系数, 即：?

I_(z)?Γi?I?(z)??Γu?3. 输入阻抗与反射系数的关系U(z)=U+(z)+U-(z)=A1e jβz［1+Γ(z)］

I(z)=I+(z)+I-(z) = e jβz［1-Γ(z)］

1. 行波状态

U(z)?U?(z)?A1ej?z??行波状态下传输线上的电压和电流： A1j?z?

I(z)?I?(z)?e

Harbin Institute of Technology

天线技术实验报告

姓名： 班级： 学号： 院系： 电信学院

2014年5月

实验一 天线方向图的测量

一、 实验目的

1、 通过实验掌握天线方向图测量的一般方法。

2、 喇叭口径尺寸对方向图影响，E面、角锥喇叭与圆锥喇叭的比较。

二、 实验设备

发射源：信号发生器、测量线、被测天线、发射天线、天线转台、检波器或微波小功率计等。测量装置如图1所示。 发射天线 接收天线

匹配器 衰减器 信号源

图1 天线方向图测试系统

在接收端如有功率计，可直接用它测而不必用检波器，根据条件而定。

可变衰减器 检波器 选频放大器 三、 实验原理

测量方法：

1、固定天线法：被测天线不动以它为圆心在等圆周上测得场强的方式。

2、旋转天线法：标准天线不动为发射天线，而待测天线为接收天线，而自身自旋一周所测的方向图。本实验采用的是旋转天线的方法。 测量步

微波技术与天线

班级：姓名： 学号：

绪论

微波、天线、与电波传播是无线电技术的一个重要组成部分，他们三者研究的对象和目的有所不同。微波主要研究如何导引电磁波在微波传输系统中的有效传输，它的特点是希望电磁波按一定要求沿微波传输系统无辐射地传输，对传输系统而言，辐射是一种能量的损耗。天线的任务则是将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波，或将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波，因此天线有两个基本作用：一个是有效地辐射或接收电磁波，另一个是把无线电波能量转换为导行波能量。电波传播则是分析和研究电波在空间的传播方向和特点。微波、天线与电波传播三者的共同基础是电磁场理论，三者都是电磁场在不同边值条件下的应用。

微波技术主要研究引导电磁波在微波传输系统中如何进行有效的传输，它希望电磁波按一定要求沿传输系统无辐射地传输。微波是电磁波中介于超短波了红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短的波段，其频率范围从300MHz至3000GHz。微波具有似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗干扰特性。除了上述特性外，它还有以下特点：1、视距传播特性2、分布参数的不确定性3、电磁兼容与电磁环境污染。

天线是将微波导行波变成向空间定向辐射的电磁波，或将空间的电磁

. . . .

. . . . 近代微波测量实验报告四

：学号：

学院：时间：年月

一实验名称

微波放大器测量

二实验目的

熟悉微波测试仪器；掌握微波放大器测试方法。

三实验容

1、用矢网测试放大器的增益和输入回波损耗；

2、用信号源和频谱分析仪测试放大器某频点上的输出1dB压缩点及压缩点的二

次和三次谐波抑制比。

四实验器材

矢量网络分析仪、放大器、频谱分析仪、信号源、微波同轴电缆、微波转接头。

五实验原理及实验步骤

1、放大器的增益和输入回波损耗测量

1）校准；

2）连接矢量网络分析仪和放大器，设置矢量网络分析仪的起始频率为100MHz，终止频率为6GHz，信号功率为-15dBm；

3）分别测试1G~6GHz频率点的增益S21，和回波损耗S11。

2、放大器输出1dB压缩点及谐波测量

1dB压缩点：当放大器的输入功率增加到使放大器的增益降低且引起输出功率呈非线性增大时，便发生增益压缩。这定义为导致放大器增益有 1dB 减小（相对于放大器的小信号增益）的输入功率（或有时为输出功率）。

1）信号源产生频率为1GHz的信号；

2）连接信号源、频谱分析仪，将频谱仪所读参数与原信号比较即可得电缆和接头损耗；

3）接入放大器，改变信号源的信号功率，记录频谱仪上放大器输出功率数值，

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微 波 技 术 与 天 线

课 程 报告

班 级：11通信—1班 姓 名：王见魁 学 号：1116303066 评定成绩：

内 容 简 介

这门课程系统地论述了微波技术与天线的基本原理、基本技术及其典型的应用系统。并且结合当前技术热点，对诸如光纤技术、智能天线、RFID等新技术进行了讨论。另外，课程较多地阐述了MATLAB在微波技术与天线中的应用。

微波：是电磁波中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（频率最高）的波段，其频率范围从300Mhz（波长1m）至3000GHz（波长0.1m）.

微波的特性：1.似光性2.穿透性3.宽频带特性4.热效应特性5.散射特性6.抗低频干扰特性

与低频区别：趋肤效应，辐射效应，长线效应，分布参数。 第一章 均匀传输线理论

1.微波传输线大致可分为三种类型 双导体传输线

均匀填充介质的金属波导管 介质传输线 2.建立传输线方程 3.导出传输线方程的解 4

微波技术与天线 实验指导书

南京工业大学 信息科学与工程学院

通信工程系

目录

实验一 微波测量系统的熟悉和调整 .................. - 2 -

实验二 电压驻波比的测量 ......................... - 9 -

实验三 微波阻抗的测量与匹配 .................... - 12 -

实验四 二端口微波网络阻抗参数的测量 ............. - 17 -

- 1 -

实验一 微波测量系统的熟悉和调整

一、实验目的

1. 熟悉波导测量线的使用方法； 2. 掌握校准晶体检波特性的方法；

3. 观测矩形波导终端的三种状态（短路、接任意负载、匹配）时，TE10波的电场分量沿轴向方向上的分布。

二、实验原理

1. 传输线的三种状态

对于波导系统，电场基本解为Er?V0e?ift?Erme?ift

rln(b/a)(1) 当终端接短路负载时，导行波在终端全部被反射――纯驻波状态。

Ey?Ey0sin(?ax)e?ift?Ey0sin(?ax)eift

在x=a/2处

Ey?Ey0(e?ift?e?ift)??2Ey0sin?z

其模值为：Ey?2Ey0sin?z 最大值和最小值为：