文档介绍：3-1微波系统中电压驻波比的测量微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术,它不仅在通讯、原子能技术、空间技术、量子电子学以及农业生产等方面有着广泛的应用,在科学研究中也是一种重要的观测手段,-1-1可以看出,微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波之间,因此它兼有两者的性质,,-1-(1m~1mm):具有直线传播的特性,利用这个特点,就能在微波波段制成方向性极好的天线系统,也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号,从而确定物体的方位和距离,为雷达定位、:微波的电磁振荡周期(10-9~10-12s)很短,已经和电子管中电子在电极间的飞越时间(约10-9s)可以比拟,甚至还小,因此普通电子管不能再用作微波器件(振荡器、放大器和检波器)中,而必须采用原理完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、,微波在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重,一般无线电元件如电阻、电容、电感等元件都不再适用,也必须用原理完全不同的微波元件(波导管、波导元件、谐振腔等):在微波波段,电磁波每个量子的能量范围大约是10-6~10-3eV,,发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科,并研制了低噪音的量子放大器和准确的分子钟、:微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层,为卫星通讯、,不论在处理问题时运用的概念和方法上,还是在实际应用的微波系统的原理和结构上,,而是研究微波系统中的电磁场,以波长、功率、%%,日本为50%,法国为54%.我国自1956年从东德引进第一套微波通信设备以来,经过仿制和自发研制过程,已经取得了很大的成就,在1976年的唐山大地震中,在京津之λ/m3610910121015101810-910-1110-610-3100103106f/Hz广播电视红外可见光紫外电波无线电波光波X射线微波间的同轴电缆全部断裂的情况下,,,微波通信仍是最有发展前景的通信手段之一.【实验目的】,、中、小电压驻波系数的测量原理和方法.【实验原理】(1)电磁波的基本关系描写电磁场的基本方程是:ρ=??D0=??Bt-??=??BEt??+=??DjH(3-1-1)和EDε=,HBμ=,Ejγ=.(3-1-2)方程组(3-1-1)称为Maxwell方程组,方程组(3-1-2),由上述关系可以得到边界条件(左侧均为空气中场量)0=tE,onEεσ=,iHt=,=nH.(3-1-3)方程组(3-1-3)表明,在导体附近电场必须垂直于导体表面,而磁场则应平行于导体表面.(2)矩形波导中波的传播在微波波段,随着工作频率的升高,导线的趋肤效应和辐射效应增大,使得普通的双导线不能完全传输微波能量,bxa图3-1-、同轴线、带状线、微带线、金属波导管及介质波导等多种形式的传输线,本实验用的是矩形波导管如图3-1-2所示,——Maxwell方程组或由它导出的波动方程以及具体波导的边界条件,可以严格求解出只有两大类波能够在矩形波导中传播:①横电波又称为磁波,简写为TE波或H波,磁场可以有纵向和横向的分量,但电场只有横向分量.②横磁波又称为电波,简写为TM波或E波,电场可以有纵向和横向的分量,,一般让波导中存在一种波型,而且只传输一种波型,我们实验用的TE10波就是矩形波导中常用的一种波型.①TE10型波在一个均匀、无限长和无耗的矩形波导,如图3-1-3所示,从电磁场基本方程组(3-1-1)和(3-1-2)出发,可以解得沿z方向传播的TE10型波的各个场分量为)(0)sin(ztjyeaxEEβωπ-=,0=