要求：
在微波知识方面要求掌握（1）速调管的原理、结构、 工作特性和微波信号源的使用方法；（2）波导管的工作 状态；（3）谐振腔的振荡模式、谐振曲线方程；（4）三 种基本测量——驻波、功率和频率的测量。
在科学研究手段方面要求（1）了解观测的物理现象 和测定的物理参数；（2）掌握测量原理、实验条件和测 量方法；（3）分析实验结果并做必要的讨论。
利用被测物体的介电常数、导磁系数、电阻率与周围 物质的差异而产生的反射信号，可制成探地雷达、汽车雷 达等。
人们利用微波的热效能和生物效能，还与别的产业相 结合，形成一些新的边缘学科，如：微波气象学、微波射 电天文学、微波波谱学、微波生物学等等。
微波实验的目的要求
目的：
学习微波基本知识和掌握微波基本测量技术；学习用 微波作为观测手段研究物理现象。
(a)小信号段：曲线呈非线性n=2（称：平方律检波） (b)大信号段：曲线近似直线n=1（称：线性检波） （三）矩形波导
波导管是引导电磁波传播的 空心金属管，一般是由铜或铝等良 导体材料制成，内表面渡银后可提 高导电率，银层上再渡铑或金可防 止银层氧化。波导管的加工非常精密，内表面光洁度要求很 高，能避免电磁波多次反射而产生的高次寄生波。常用的有 矩形和圆形两种。
微波器件
微波器件的种类很多，这里 介绍一些实验室通常用到的器件， 它都适用于三公分系统。
微波振荡器是产生微波的装置。由于微波波长很短， 频率很高（300MHz～300GHz），要求振荡回路具 有非常微小的电感与电容，故不能用普通电子管与晶 体管构成微波振荡器。构成微波振荡器的器件有速调 管、磁控管或某些固体元件。下面只介绍速调管 （一）反射式速调管
（六）测量线
微波测量线是一种通用的微波测量仪器。对微波信号
的检测中虽然可以在输出波导管
的后部装接检波器或功率计等器
件，但这些负载在接入终端后驻
频振荡周期，ｎ为振荡模式，受反射级电压大小控制。
（二）微波检波二极管 微波系统中常用硅材料的二极管对输出信号进行
检波，将微波二极管（检波晶体）插入波导宽壁中， 使它对波导两宽壁间的感应电压（与该处电场强度成 正比）进行检波。
其伏安特性中电 －比例常数 n －二极管的检波率 检波二极管的伏安曲线可分二段来考虑
（五）可变衰减器
可变衰减器可被用来连续改变传输线路中的功率 电平，也可当作振荡器与负载之间的去耦器件。在矩形 波导内安置的吸收片应平行于电场的极化方向，并能做 横向的移动。通常，在不需要做功率衰减时，吸收片是 紧帖在波导管窄壁上。吸收片移到宽边中央时，功率衰 减最大，吸收片移动的位置可由衰减器上方刻度盘中显 示出来。可变衰减器刻度盘上的读数与衰减量之间的关 系可用功率计测定。
频率范围 （ＧＨｚ）
频段名称
０.３～３
超高频ＵＨＦ
３～３０
特高频ＳＨＦ
３０～３００
３００～３００ ０
极高频ＥＨＦ 超级高频
微波基础－微波的特点
• 波长极短，它与所使用的元件、设备的尺寸可比拟。比地 球上一般物体的几何尺寸小得多或在同一数量级上。
• 微波的频率很高，在不太大的相对带宽下可用带宽很宽， 所以信息容量大。并且在微波波段的电波能穿透电离层。
矩形波导的宽边定为X方向，内尺寸用a表示，窄边定为
y ，内尺寸用b表示，电磁波是沿z方向传播。
为方便对波导内场型的了解，通常将x、y方向称为“横 向”，z方向称为“纵向”。a与b的数值一般取：
a 0.7
b (0.3 0.35)
三公分的矩形波导内尺寸应为：
ab 22.86mm10.16mm
反射式速调管是一种微波电子管，利用速度调制 方法改变在交变电磁场中电子流的运动速度，从而将 直流能量转换为微波能量。它的振荡频率能在一定的 范围内改变，且容易调谐，并能做脉冲和频率调制。 反射速调管的结构如图：
反射式速调管的结构原理图
反射式速调管K-27的结构和管座图
阴极发射电子经直流加速电压加速，以初速度v。通 过谐振腔栅网间隙驰向反射极。因反射极对阴极为负电 压，所以使电子减速，最后将发射电子折返穿过谐振腔 栅网。由于热扰动等原因，谐振腔栅网存在一高频交变 场,初速为v。的电子穿过栅网时将因受高频电场作用而 加速或减速，如图所示。
（四）隔离器
微波隔离器是一种特殊的衰减器，隔离器对入射波的衰 减很小，对反射波的衰减则很大，两者之比值称为“隔离 度”。
使用隔离器目的在于减小因负载阻抗变化对振荡频率带 来的影响。一般在矩形波导的横向加上恒定磁场，
放置在波导横向的铁氧体片恰好能与反射波产生铁磁共 振，继而抑制了反射波，而入射波不会产生这种共振吸 收。但在做成器件后，隔离器对入射波也会产生一些正 向衰减，约为1dB，对反射的反向衰减则大于20dB。使 用时务需认清箭头方向以免装错。
• 微波的振荡周期极短，与电子在电真空器件中的渡越时间 相似。所以低频的电子器件在微波段都不能使用。
• 似光性，微波介于一般无线电波与光波之间，它不仅具有 无线电波的性质，还具有光波的性质，以光速直线传播， 有反射、衍射、干涉等现象。
微波基础－微波的应用
微波应用始于２０世纪三十年代，开始主要是通信和 雷达。微波通信特点是信息容量大，抗干扰能力强。
当高频电场为正时，穿过栅网的
电子① 受到加速；高频场为负时，
穿过栅网电子③ 受到减速；而高
频场为零时，穿过栅网的电子② 速度不变，这就是速度调制。当电子群回到谐振腔栅网 间隙的时候，遇到腔内减速高频场就可把能量交给高频 场，从而使速调管维持振荡。当群聚中心电子从穿出栅
网到返回栅网的渡越时间满足式τ0＝(ｎ＋３／４)Ｔ (ｎ ＝０，１，２，３，···)时,发生最强的振荡，式中Ｔ为高
微波基础
• 什么是微波 • 微波的特点 • 微波的应用
微波基础－何为微波
微波是无线电波中波长最短的电磁波，它包括从１ｍ～０. １ｍｍ的波长范围，其频率范围从３００ＭＨｚ～３０００ＧＨ ｚ。划分为四个波段，如下表所示：
波段名称 分米波 厘米波 毫米波 亚毫米波
波长范围
1ｍ～１０ｃｍ
１０ｃｍ～１ｃ ｍ １０ｍｍ～１ｍ ｍ １ｍｍ～０.１ｍ ｍ