试验31微波工作波长和波导波长测量.PDF

实验3.1 微波工作波长和波导波长测量 微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，且应用极为广泛，因此对微波（波 长1㎜到 1ｍ的电磁波）的研究很重要。通过本实验可了解微波的传播特点，微波在波导中 的分布，及微波的基本测量方法。 一、 实验目的 ⒈了解微波在波导中的传播特点； ⒉学习驻波法和共振吸收法测量波长； ⒊ 掌握微波的基本测量方法。 二、实验仪器 微波源、测量线、吸收式波长计、测量放大器、波导等。 三、实验原理： 引起微波传播的空心金属管称为波导管。常见的波导管有矩形波导管和圆柱形波 导管。在实际应用中，总是把波导设计成只能传输单一的波型：横电波TE 或横磁波 TM 。我们实验用的是矩形波导，它传播的是横电波TE10 ，沿波导传播方向没有电场 分量，磁场可以有纵向和横向分量。 ⒈TE10 型波 a 在一个均匀、无限长和无耗的矩形波导中（长边宽度为 =22.86mm,窄边宽度 为 b ，如图1 所示），沿Z方向传播的TE10 型波的各个场分量为：, a x j (tz ) x j (tz ) H x j sin( )e ，H y 0 ，H z cos( )e  a a  a x j (tz ) Ex 0 ，Ey j 0 sin( )e ，Ey 0  a 其中：ω为电磁波的角频率， ， 是微波频率；  2f f  为微波沿传输方向的相位常数 2/ g ；  称为波导波长， ， 称为工作波长即自由空间波长； g g  c / f  2 1( )  c  2a 称为临界波长，只有 的微波才能在波导中传播。TE 型波的结构如 10 c c 图1 所示。 磁场 电场 传播方向 x b z a y λ /2 λ g g 图1 波