电磁场与微波技术实验教程PDF电子书下载

1　硬件实验预备知识 1

1.1　微波分光仪测试系统概述 1

1.2　微波分光仪工作原理 2

1.3　微波分光仪系统主要部件及其功能简介 2

1.4　分光仪机械结构的安装与调整 3

1.5　测试软件安装 4

1.6　实验内容及仪器使用方法 4

1.6.1　微波信号源 4

1.6.2 3cm的微波测量线 5

1.6.3 选频信号放大器 5

1.7　参考资料 5

1.8　实验报告整体要求 6

2　实验一 电磁波的反射 7

2.1　实验目的 7

2.2　实验原理 7

2.3　实验内容 12

2.4　实验报告要求 12

2.5　参考文献 12

3 实验二 电磁波通过单缝时的衍射现象 13

3.1　实验目的 13

3.2　实验原理 13

3.3　实验内容 16

3.4　实验报告要求 16

4　实验三 双缝干涉实验 17

4.1　实验目的 17

4.2　实验原理 17

4.3　实验内容 19

4.4　实验报告要求 19

5 实验四 迈克尔逊干涉实验 20

5.1 实验目的 20

5.2　实验原理 20

5.3　实验内容 22

5.4　实验报告要求 22

6 实验五 无损介质介电常数实验 23

6.1 实验目的 23

6.2　实验原理 23

6.3　实验内容 24

6.4　实验报告要求 24

6.5　参考文献 24

7　实验六　偏振实验 25

7.1 实验目的 25

7.2　实验原理 25

7.3　实验内容 26

7.4　实验报告要求 26

8 实验七 布拉格衍射实验 28

8.1 实验目的 28

8.2　实验原理 28

8.3　实验内容 30

8.4　实验报告要求 30

9 实验八　极化波的产生／检测 31

9.1 实验目的 31

9.2　实验原理 31

9.3　实验内容 33

9.4　实验报告要求 33

10 实验九 圆极化波的左旋／右旋 34

10.1　实验目的 34

10.2　实验原理 34

10.3　实验内容 37

10.4　实验报告要求 37

11 实验十 圆极化波的反射／折射 38

11.1 实验目的 38

11.2　实验原理 38

12 3厘米波导测量线 41

12.1　概述及实验目的 41

12.2 3cm测量线的主要技术指标 41

12.3　仪器的结构和工作原理 41

12.4　仪器的使用和维护 43

12.4.1 驻波系数的测量 44

12.4.2 检波律校准曲线 44

12.4.3　参考面位置的确定 45

12.5　大驻波系数的测量 45

12.5.1 功率衰减法 45

12.5.2 二倍最小值法 45

12.6　实验内容（量波导波长） 46

12.7　注意事项 46

13　微带天线制作基础 48

13.1 实验目的 48

13.2　常用的微带天线制作方法简介 49

13.2.1 腐蚀工艺制板法 49

13.2.2 导电油墨印刷法 49

13.2.3 低温共烧和高温烧结法 51

13.3　用腐蚀工艺制板法制作微带天线 52

13.4　实验内容 53

13.5　实验报告要求 53

14　微带天线测试基础 54

14.1 实验目的 54

14.2　偶极子天线的辐射特性 55

14.2.1 偶极子天线的辐射场与方向性 55

14.2.2 偶极子天线的通频带与谐振长度 56

14.3　偶极子天线的性能测试与分析 57

14.3.1 天线回波损耗的测量与分析 57

14.3.2 天线方向图的测量与分析 58

14.4 实验内容 60

14.5　实验报告要求 61

15　场强测试基础 62

15.1　实验目的 62

15.2　场强测量 62

15.2.1 场强仪 63

15.2.2 频谱分析仪与场强仪 63

15.2.3 电视场强测量术语 64

15.3　实验思考题 64

16 电磁兼容入门 65

16.1 实验目的 65

16.2 电磁兼容的基本概念 65

16.2.1 电磁兼容的发展 66

16.2.2 电磁兼容规范 67

16.2.3 电磁兼容的一些实际技术 67

16.3　电磁干扰三要素 70

16.4　辐射干扰的测量方法 70

16.5　测量接收机 71

16.5.1 测试天线 71

16.5.2 测试场地 71

16.5.3 测量记录 72

16.5.4 大环境信号测量 72

16.5.5 安装现场测量 72

16.5.6 传导干扰的测量方法（建议传导干扰测量在屏蔽室内进行） 72

16.5.7　测量接收机 72

16.5.8 人工电源网络 72

16.5.9 接地平板 73

16.5.10 电信端口的传导干扰测量 73

16.6　实验内容 73

硬件实验部分附录（典型测试数据） 74

六个实验的典型数据 74

1．入射实验 74

2．单缝衍射实验α=70mm,λ=32mm 74

3．双缝衍射实验a=40;b=80,λ=32mm 74

4．迈克尔逊于涉实验 74

5．偏振实验 74

6．布拉格衍射实验 74

硬件实验配套软件的补充说明 78

17 第二部分　微波器件设计及软件使用 79

17.1　常用RF微波软件简介 79

17.1.1 基于矩量法的微波EDA仿真软件 80

17.1.2 基于时域有限差分的微波仿真软件 81

17.1.3 基于有限元的微波EDA仿真软件 82

17.1.4 基于积分方程的新混合算法EDA仿真软件 82

17.2 Microwave Office 83

17.2.1 仿真系统简介 83

17.2.2 Microwave Office的工作过程及原理 83

17.2.3 Microwave Office特点 84

17.2.4 Microwave Office 2003更新 84

17.3 Microwave Office 2003操作指南 84

17.3.1 软件主界面 84

17.3.2 MWO菜单栏 84

17.3.3 MWO工具栏 86

17.3.4 Design Explore 86

17.3.5 Project Browser 87

17.3.6 Element Browser 88

17.3.7 Circuit Elements 88

17.3.8 System Blocks 90

17.3.9 Layout Browser 91

17.4 Microwave Office部分功能介绍 91

17.4.1 变量（variable） 91

17.4.2 测量参数 92

17.4.3 优化功能 93

17.4.4 TXLine（传输线阻抗计算器）的使用 95

17.5 Microwave Office 2003实例演示 96

17.5.1 新建一个Project 97

17.5.2 创建一个新的电路原理图 97

17.5.3 设置仿真频率 97

17.5.4 分析电路 98

17.5.5 电路的谐调与优化（Tune and Optimization） 98

17.5.6 Optimization功能 98

17.6　实例演示实验内容及实验报告要求 99

18　微波基础计算器使用 100

18.1　实验目的 100

18.2　实验原理 100

18.2.1 长线理论 100

18.3　二端口微波网络理论 101

18.3.1 微波电路的构成 101

18.4　实验作业 104

19　集总参数滤波器 106

19.1 实验目的 106

19.2　实验要求 106

19.3　实验原理 106

19.4　实验作业 109

20　分布参数滤波器 111

20.1 实验目的 111

20.2　实验要求 111

20.3　实验原理 111

20.4　实验作业 113

21 非线性电路仿真 114

21.1 实验目的 114

21.2　实验要求 114

21.3　实验原理 114

21.4　实验报告要求 118

22 电路板Layout设计 119

22.1 实验目的 119

22.2　实验内容 119

22.3　实验报告要求 124

23 专题讨论：滤波器设计向导 126

23.1 进入向导 126

23.2　其他设计参数 132

23.3　微带滤波器设计最常见的问题及处理方法 133

23.4 Note：补充课程讲解 136

24　微带天线仿真设计基础 137

24.1 实验目的 137

24.2　微带天线概述 137

24.3　微带天线的理论分析方法 138

24.4　微带天线的尺寸结构设计 139

24.5 MWO天线设计的实用方法简介 140

24.6　用MWO软件仿真设计矩形微带天线 141

24.6.1 矩形微带贴片天线设计的步骤 141

24.6.2 矩形微带贴片天线的仿真 142

24.6.3 矩形微带贴片天线的匹配设计 150

24.7　实验内容 154

24.8　实验报告要求 154

25　微波光子晶体仿真设计基础 155

25.1 实验目的 155

25.2　光子晶体概述 155

25.3　用MWO软件在微带天线上设计光子晶体结构 156

25.4 PBG结构变化对微带天线的性能影响 159

25.5　实验内容 160

25.6　实验报告要求 160

26　微带功分器设计 161

26.1 实验目的 161

26.2　功分器原理 161

26.3　用MWO软件设计微带功分器 165

26.4　实验内容 166

26.5　实验报告要求 168

27 Advanced Design System 2003A 169

27.1 软件介绍 169

27.1.1 ADS仿真环境简介 169

27.1.2 ADS仿真环境主窗口 170

27.1.3 ADS原理图窗口 171

27.2 ADS实验：微带滤波器的设计 172

27.2.1 实验目的 172

27.2.2 实验要求 172

27.2.3 实验原理 172

27.3 ADS主要仿真器介绍（ADS2006A,ADS2005A,ADS2004A） 177

27.4　实验作业 180

28 HFSS简介（10.0） 181

28.1 HFSS改进及特点 181

28.2　用HFSS设计微带天线实例 183

28.3　实验内容 188

参考文献 189