微波的基本参数测量实验报告.doc

微波的基本参数测量 【摘要】 微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等。在通过对微波测试系统的基本组成和工作原理的观察和研究后，我们需要对频率、功率以及驻波比等基本量进行测量。了解了微波在波导中的传播特点，习用微波作为观测手段来研究物理现象，从而进一步认识微波。 【关键词】 微波 频率 驻波比 功率 【引言】 微波的用途极为广泛，已经成为我们日常生活中不可缺少的一项技术。微波通常是指波长从1米（300MHZ）到1毫米（300GHZ）范围内的电磁波，其低频段与超短波波段相衔接，高频端与远红外相邻，由于它比一般无线电波的波长要短的多，故把这一波段的无线电波称为微波，可划分为分米波、厘米波和毫米波。 微波的基本特性明显，如波长极短、频率极高、具有穿透性、似光性等。基本特性明显使得微波被广泛应用于各类领域。微波技术不仅在国防、??讯、工农业生产的各个方面有着广泛的应用，而且在当代尖端科学研究中也是一种重要手段，如高能粒子加速器、受控热核反应、射电天文与气象观测、分子生物学研究、等离子体参量测量、遥感技术等方面。近年来，微波技术与各类学科交叉衍生出各类微波边缘学科，如微波超导、微波化学、微波生物学、微波医学等，在各自领域都得到了长足的发展。 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。而对金属类东西，则会反射微波。从电子学和HYPERLINK /view/15707.htm物理学观点来看，微波这段电磁频谱具有不同于其他HYPERLINK /view/141531.htm波段的如下重要特点： 穿透性：微波比其它用于辐射加热的电磁波，如HYPERLINK /view/1813.htm红外线、HYPERLINK /view/264788.htm远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。微波透入HYPERLINK /view/298837.htm介质时，由于HYPERLINK /view/142761.htm介质损耗引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为HYPERLINK /view/3826245.htm介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，物料内外加热均匀一致。 似光性和似声性：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，或在同一量级上。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，波束窄方向性很强，增益很高的HYPERLINK /view/43104.htm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。 非电离性：微波的量子能量还不够大，不足与改变物质分子的内部结构或破坏分子之间的键。再有物理学之道，分子HYPERLINK /view/21897.htm原子核原子核在外加HYPERLINK /view/22141.htm电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围，因而微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面，利用这一特性，还可以制作许多HYPERLINK /view/770731.htm微波器件 。 微波技术是一门独特的现代科学技术，其重要地位不言而喻，因此掌握它的基本知识和实验方法变得尤为重要。 【正文】 一、实验原理 微波是一种波长较短的电磁波。在电磁波波谱表中，微波的波长介于无线电波与光波之间。波长较长的分米波和无线电波的性能相近，波长较短的毫米波则与光波的性质相一致。本实验是使用厘米波中的X波段，其标称波长为3.2cm，中心频率为9375MHz。 　　由于微波所辐射的能量可与物质发生相互作用，在近代物理领域中已成为一种十分重要的研究手段。使用微波直线加速器和微波频谱仪可对原子和分子结构进行研究；微波衍射仪可用来研究晶体结构；微波波谱仪可测定物质的许多基本物理量；微波谐振腔又可用来测量低损耗物质的介质损耗及介质常数等。 　　微波的波长被规定在1mm～1M之间，其频率范围相当于300GHz～300MHz。如此之高的振荡频率，势必会引起一系列新的问题。现将微波与无线电波的主要不同点简述如下： 1. 微波的产生具有其独特性 　　电子管中，电子由阴极到达阳极的时间称为“电子渡越时间”，一般是在sec的数量级。这对频率较低的无线电波来讲，几乎可被忽略。但对频率高于300 MHZ的微波，则将受到制约。若想从电子管中获得微波信号，只能借助于电子流与谐振腔