浙江师范大学实验报告
实验名称微波基本参数测量班级物理071 姓名陈群学号07180116
同组人刘懿钧实验日期09/10/27 室温气温
微波基本参数测量
摘要：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。

本实验有以下目的（1）了解微波传输系统的组成部分。

（2）掌握微波的基本测量：频率、功率、驻波比和波导波长
关键词：微波功率驻波比频率特性阻抗波长可变衰减器
引言：微波通常是指波长从1米（300MHZ）到1毫米（300GHZ）范围内的电磁波，其低频端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。

微波有以下基本特征：1.微波的波长极短，比地球上一些物体的几
何尺寸小得多，因此当微波照射到这些物体上时，产生显著的反射，其传播特
性与几何光学相似，具有“似光性”直线传播的特点；2.微波的频率极高，即
振荡周期极短（10-9~10-12秒），与一般电真空器械中的电子渡越时间同一数量
级；3.微波可以毫无阻碍地穿过电离层，具有穿透性；4.许多的原子和分子发
射和吸收原子电磁波波长正好处于微波波段内；5.研究方法和测量技术上，要
从“电磁场”的概念去研究和分析，测量功率、驻波比、频率和特性阻抗等。

近年来，微波边缘学科，如微波超导、微波化学、微波生物学、微波医学都得
到长足的发展。

实验方案：
1、实验原理
微波的波长通常被认为在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s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相互交换能量的方式来进行。

（2）在研究方法上两者有明显的不同
在低频电路中，工作波长已远远超出实际电路的几何尺寸（例如：对应于50Hz的电磁波其波长值为6000KM）。

电路中各点的电流和电压值可被认为是在同一时刻建立起来。

微波系统则不然，由于微波器件的线度十分接近于工作波长，电压、电流等概念将有别于低频电路。

为此，微波系统的研究方法必须从三度空间场的理论着手，把“路”的观点转化成“场”的观念、把“基尔霍夫定律”转化成“麦克斯韦方程组”、把“集总参数”转化成“分布参数”，才能认识和讨论有关问题。

（3）微波在传输特性上类似于光波
微波与光波虽在波长值上有差异，但均远远地小于地球上一般物体的实际尺寸。

尤其对微波中的毫米波，其传输特性与光波更为接近，使用准光传输线就能同时传播微波与光波。

同样，一般的光学器件和光学特性，微波也都具备。

微波的突出贡献尤其表现在空间技术领域，使用会聚成束的微波电磁场能量，可以进行定向发射，并能顺利地穿透空间电离层，已被人们称为“宇宙的窗口”。

（4）微波基本参数的测量方法与低频电路大不相同
阻抗、波长、驻波比和功率等微波参数的测量方法有其独特之处。

微波阻抗的测量是通过检测电场强度的相对值（即：驻波比）来实现。

波长的测量可经校准过的谐振腔来进行（即通常所称的“吸收式波长计”）。

功率的测量是利用微波的热效应，通过热电换能器进行间接的量测。

2、实验装置
图（1）
3、实验内容和要求
（1）测试前的准备工作
根据讲义中介绍的常用微波器件和实验室提供的仪器使用说明书，掌握它们的工作原理及使用方法。

开启反射速调管微波源电源开关。

将微安表接在测量线输出端，适当选择微安
表量程和可变衰减器位置，使测量线调在驻波波腹时，微安表能指示到表盘中以上的读数。

（2）频率测量
按图（1）所示连接微波系统，将检波器及检波指示器接到被测件位置，利用波长表可以测出微波信号源的频率，旋转波长表的测微头，当波长表与被测频率谐振时，将出现吸收峰，反映在检波器上的指示是一跌落点，读出测量头读数，查出对应频率。

(3)功率测量
传输线路终端接入探头和功率计，并选择合适的量程，功率计调零后把波导开关旋至检波器上，读出功率读数。

(4)微波驻波比测量
驻波比依据不同的负载，结合大，中，小驻波比，分别使用二倍最小功率法，直接测量和平均测量法测量。