PAGEPAGE4電磁場、微波測量實驗報告姓名：學號：學院：電子信息工程學院實驗1電磁喇叭天線特性測量一、實驗目的研究電磁喇叭天線方向性圖的測量方法以及天線的互易性原理。二、實驗儀器及裝置圖1、三厘米固態信號源2、喇叭天線3、分度轉臺及支柱4、微分表三、實驗原理由于在通信、雷達等用途中，天線都處于它的遠區，所以正確的測試天線的遠區場輻射特性非常重要。天線參量是描述天線輻射特性的量，可用實驗的方法測定。天線參量的測量是設計天線和調整天線的重要手段，其中最重要的是測量其輻射場幅值分布的方向性，其表征量是天線的方向函數及方向圖。四、實驗內容及步驟1、按圖連接好裝置。2、整機機械調整:首先旋轉工作平臺使0度刻線與固定臂上只針對正，在轉動活動臂使活動臂上的指針對正在工作平臺180度刻線上。3、固定被測天線，而把輔助天線沿以被測天線為中心，距離r為半徑的圓周運動轉動平臺記錄工作平臺角度及微安表度數。Yoz平面方向圖的數據逆時針轉動角度180177174171168165162159156153150147微安100948062463220106420順時針轉動角度-180-177-174-171-168-165-162-159-156-153-150-147微安1009692806044261810642逆時針轉動順時針轉動Xoz平面方向圖數據逆時針轉動角度180177174171168165162159156153150147微安1009280563620820000順時針轉動角度-180-177-174-171-168-165-162-159-156-153-150-147微安10096887052301242000逆時針轉動順時針轉動實驗2電磁波參量的測量一、實驗目的（1）在學習均勻平面電磁波特性的基礎上，觀察電磁波傳播特性如E、H和S互相垂直。（2）熟悉并利用相干波原理，測定自由空間內電磁波波長，并確定電磁波的相位常數和波速。（3）了解電磁波的其他參量，如波阻抗等。二、實驗儀器DH1211型3cm固態源1臺DH926A型電磁波綜合測試儀1套XF-01選頻放大器1臺PX-16型頻率計三、實驗原理 兩束等幅、同頻率的均勻平面電磁波，在自由空間內從相同（或相反）方向傳播時，由于初始相位不同，它們相互干涉的結果，在傳播路徑上形成駐波分布。通過測定駐波場節點的分布，求得波長的值，由、得到電磁波的主要參數：、。四、實驗結果數據：x1=37.67x2=44.72x3=53.59x4=59.75(x1+x2)/2=41.195(x3+x4)/2=56.67所以波長為（56.67-41.195）*2=30.95mm=3.095cm實驗3微波工作波長的測量一、實驗目的熟悉測量線的使用方法。掌握工作波長測量的方法。二、實驗原理1．測量系統的連接與調整進行微波測量，首先必須正確連接與調整微波測試系統。圖3－1示出實驗室常用的微波測試系統，信號源通常位于左側，待測元件接在右側，以便于操作。連接系統平穩，各元件接頭對準。晶體檢波器輸出引線應遠離電源和輸入線路，以免干擾。如果系統連接不當，將會影響測量精度，產生誤差。圖3－1微波測試系統系統調整主要指信號源和測量線的調整以及晶體檢波器的校準。信號源的調整包括振蕩頻率、功率電平及調制方式等。本實驗討論駐波測量線的調整和晶體檢波器的校準。2．測量線的調整及波長測量（1）駐波測量線的調整駐波測量線是微波系統的一種常用測量儀器，它在微波測量中用途很廣，如測駐波、阻抗、相位、波長等。測量線通常由一段開槽傳輸線，探頭（耦合探針、探針的調諧腔體和輸出指示）、傳動裝置三部分組成。由于耦合探針伸入傳輸線而引入不均勻性，其作用相當于在線上并聯一個導納，從而影響系統的工作狀態。為了減小其影響，測試前必須仔細調整測量線。實驗中測量線的調整一般包括選擇合適的探針穿伸度、調諧探頭和測定晶體檢波特性。探針電路的調諧方法：先使探針的穿伸度適當，通常取1.0～1.5mm。然后測量線終端接匹配負載，移動探針至測量線中間部位，調節探頭活塞，直到輸出指示最大。（2）波長測量用諧振式波長計測量。調諧波長計，使得指示器指針達到最大值，記錄此時的波長計刻度，查表，確定波長計諧振頻率，再根據，計算出信號源工作波長。三、實驗儀器及裝置圖圖3－4測試裝置圖四、實驗內容及步驟1．調整測量線1.1參照圖3－4連接各微波元件。1.2測量線終端接晶體檢波架，調整微波信號源使獲得最佳方波調制輸出功率。1.3調整測量線：（1）測量線終端接匹配負載，并將探頭晶體檢波輸出端接選頻放大器。（2）轉動探頭上部的調節螺母來調整探針插入深度，其讀數由頂部標尺刻度指示（單位為mm）。插入深度取1～1.5mm。調諧探針回路（調銀白色活塞），使指示器讀數最大，再調諧檢波回路（黑色活塞），使指示器讀數最大。2.工作波長的測量實驗結果數據：工作頻率為8.999MHZD11=94.5D12=100.0D21=118.9D22=124.5(D11+D12)/2=97.25(D21+D22)/2=121.7所以波長為(121.7-97.25)*2=48.9mm實驗4電壓駐波比的測量一、實驗目的掌握測量大、中電壓駐波比的方法。二、實驗原理電壓駐波比（簡稱駐波比）是傳輸線中電場最大值與最小值之比，表示為：（4－1）測量駐波比的方法及儀器很多，本實驗討論用駐波測量線，根據直接法，等指示度法測量大、中電壓駐波比。直接法直接測量沿線駐波的最大和最小場強（參見圖4－1），根據式（4－1）直接求出電壓駐波比的方法稱直接法。該方法適用于測量中、小駐波比。圖4－1無耗線上的駐波圖等指示度法等指示度法測量適用于大、中電壓駐波比（）。如果被測件駐波比較大，駐波腹點和節點電平相差懸殊，因而測量最大點和最小點電平時，使晶體工作在不同的檢波律，故若仍按直接法測量駐波比誤差較大。等指示度法是測量駐波圖形節點兩旁附近的駐波分布規律，從而求得駐波比的方法，因此能克服直接法測量的缺點。圖4－2等指示度法功率衰減法功率衰減法適用于任意駐波比的測量，它用精密可變衰減器測量駐波腹點和節點兩個位置上的電平差，從而測出駐波比。改變測量系統中精密可變衰減器的衰減量，使探針位于駐波腹點和節點時指示電表的讀數相同，則駐波比可用下式計算：（4－6）式中，，分別為探針位于波腹和波節點時精密衰減器衰減量。三、實驗儀器及裝置圖如圖4－3所示。四、實驗內容及步驟微波測試系統的調整1.1按圖3－3檢查測試系統，測量線終端接檢波架，開啟電源，預熱各儀器。1.2按操作規程使信號源工作在方波調制狀態，并獲得最佳輸出。1.3調整測量線，調整探針電路，檢波電路，使測量線工作在最佳狀態。調整輸入功率電平，使晶體工作在平方律檢波范圍內。圖4－3測試裝置圖1.4用直讀式頻率計測量工作頻率，記錄數據。1.5測量線終端接短路板，用交叉讀數法測量兩個相鄰波節點位置，計算波導波長，重復五次，將數據記于表4－1中，取平均值作為。用直接法測量開口波導及單螺釘的電壓駐波比。2.1測量線終端開口，移動探針至駐波腹點，調整指示器靈敏度，使指示電表讀數達滿度（或近滿度，“100”或“90”）。2.2分別測定駐波腹點和節點的幅值和，列表4-2記錄數據并計算。表4－2駐波腹點和節點的幅值指示計讀數1239089893.2758892.3測量線終端接單螺釘（旋入4mm）和匹配負載，重復步驟2.1，2.2，并測量兩次，列表記錄數據并計算。3.用等指示度法測量單螺釘的電壓駐波比。3.1調節單螺釘穿伸度約7mm，測量線探針移至駐波節點。調整可變衰減器，指示度靈敏度，必要時可調整測量線探針穿伸度（一般不調），使指示電表讀數接近“40”或“50”，讀取駐波節點幅值