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实验一 微波滤波器电路的设计及测试1

一、实验目的1

1.1实验主要目的1

1.2预习要求1

二、实验原理1

2.1微波滤波器1

2.2微波滤波器新技术9

三、实验样品设计10

四、实验器材及连接方法10

4.1实验器材10

4.2连接方法10

五、实验内容及步骤10

5.1实验内容10

5.2实验方法10

六、注意事项11

七、思考题11

八、实验总结12

8.1提交样品设计、测试数据及结果分析12

8.2实验报告要求12

实验二 微波天线的设计及测试半波振子天线与八木天线13

一、实验目的13

1.1实验主要目的13

1.2预习要求13

二、实验原理13

2.1半波振子天线辐射原理及设计13

2.2八木辐射原理及设计15

三、实验内容16

四、实验器材16

五、实验报告要求16

六、思考题16

环天线与折合振子天线17

一、实验目的17

1.1实验主要目的17

1.2预习要求17

二、实验原理17

三、实验内容20

四、实验报告要求20

五、思考题21

六、实验器件21

微带天线的设计与分析22

一、实验目的22

1.1实验主要目的22

1.2预习要求22

二、实验原理22

2.1微带天线的基本原理及分析方法22

2.2微带天线的参数设计23

三、实验内容24

四、实验报告要求25

五、思考题25

六、实验器材25

实验三 微波放大器电路的设计及测试26

一、实验目的26

1.1实验主要目的26

1.2预习要求26

二、实验原理26

2.1放大器的主要性能指标27

2.2放大器各种功率之间的关系27

三、实验样品设计33

四、实验器材及连接方法33

4.1实验器材33

4.2连接方法33

五、实验内容及步骤34

5.1实验内容34

5.2实验方法34

六、注意事项34

七、思考题35

八、实验总结35

8.1提交样品设计、测试数据及结果分析35

8.2实验报告要求35

实验四 微波连续波信号源的设计及测试36

一、实验目的36

二、实验原理36

2.1微波信号源概述37

2.2微波信号源的设计举例41

2.3微波信号源主要参数实验测试43

三、实验样品设计43

四、实验器材及测试设备44

五、注意事项44

六、实验总结44

实验五 微波变频电路的设计及测试46

一、实验目的46

二、实验原理46

2.1微波变频电路概述46

2.2微波变频器的设计举例55

2.3微波变频器主要参数实验测试59

三、实验样品设计60

四、实验器材及测试设备60

五、注意事项60

六、实验总结61

实验六 微波开关电路的设计与测试62

一、实验目的62

二、实验原理62

2.1微波开关电路概述62

2.2微波开关电路的设计举例63

2.3微波开关主要参数实验测试64

三、实验样品设计65

四、实验器材及测试设备66

五、注意事项66

六、实验总结66

实验七 频域微波通信系统68

一、实验目的68

二、实验原理68

2.1通信系统的组成68

2.2数字通信系统69

2.3微波通信系统71

2.4微波通信的调制和解调72

2.5调相信号的产生和解调76

2.6电波在自由空间的传播损耗86

三、实验编程设计87

3.1计算收发天线传输距离87

3.2进行幅度键控的调制和解调87

3.3根据四进制的自然码和格雷码逻辑关系，编写自然码和格雷码的差分编码和解码程序87

3.4编写二相相位键控的调制和解调程序87

3.5编写四相相位键控的调制程序87

四、实验器材87

五、实验步骤及操作88

5.1硬件系统搭建88

5.2仪器操作部分88

六、注意事项89

七、实验总结89

实验八 时域信号源的设计与实验测试（时域）90

一、实验目的90

二、实验原理90

2.1雪崩晶体管的工作机制90

2.2阶越恢复二极管工作原理91

2.3隧道二极管工作原理92

2.4光导半导体开关93

2.5时域脉冲波形设计95

2.6 MARX电路的工作原理97

2.7脉冲形成电路原理97

四、实验样品设计98

五、实验器材及测试设备99

六、注意事项100

七、实验总结100

实验九 实时延迟控制电路设计与测试102

一、实验目的102

二、实验原理102

2.1可编程逻辑器件的简述102

2.2锁相环技术基础104

2.3全数字DLL架构设计105

2.4可调延迟线106

2.5逻辑门延时方法107

2.6 Quartus Ⅱ设计方法以及流程，VHDL语言107

2.7信号抖动的测量方法，产生机制以及减小抖动的方法109

四、实验样品设计111

五、实验器材及测试设备111

六、注意事项112

七、实验总结112

实验十 时域天线设计与实验测试113

一、实验目的113

二、实验原理113

2.1时域天线概述113

2.2描述时域天线的特征参数114

2.3时域天线的设计举例116

三、实验样品设计119

四、实验器材与实验测试119

4.1实验测试电路119

4.2实验测试步骤119

五、注意事项120

六、实验总结121

实验十一 时域信号接收及数据采集系统的设计与测试122

一、实验目的122

二、实验原理122

2.1数据采集原理122

2.2等效采样和实时采样的概念124

2.3 AD转换126

2.4时域信号接收的相关参数的定义129

2.5冲激雷达时域最优相关接收机理论130

2.6典型的接收机设计方案130

三、实验样品设计131

四、实验器材及测试设备132

五、注意事项132

六、实验总结132

实验十二 人工电磁材料在微波无源器件中的应用（时域）134

一、实验目的134

二、实验原理134

2.1吸波材料材料概述134

2.2铁氧体料材吸波原理136

2.3基于铁氧体吸波材料的钻孔测井雷达定向接收天线设计示例137

三、实验样品设计140

四、实验器材与实验测试140

4.1实验测试电路140

4.2实验测试步骤140

五、注意事项141

六、实验总结142

实验十三 时域通信系统的测试与实现143

一、实验目的143

二、实验原理143

2.1时间反演技术基本简介143

2.2时间反演超宽带（TR-UWB， Time Reversal Ultra-Wideband）无线通信原理143

2.3 TR-UWB信号的获取与产生144

2.4信息调制144

2.5信号发射与接收144

2.6信号检测与判决145

2.7时间反演的时间聚焦现象146

三、实验设计146

3.1高斯调制脉冲编程实验146

四、实验器材及测试设备151

4.1硬件系统搭建152

4.2 TR UWB软件系统操作152

五、注意事项154

六、实验总结155

附录 软件与仪器使用156

附录一 微波常用软件基本原理与使用介绍156

一、实验目的156

二、实验原理156

2.1 HFSS软件概述及仿真原理简介156

2.2 CST软件概述及仿真原理简介158

2.3 ADS软件概述及仿真原理简介160

2.4 AWR MWO软件概述及仿真原理简介162

三、实验样品设计163

四、仿真实验内容及步骤163

4.1梳状滤波器的仿真实验163

4.2相控阵天线的仿真实验165

4.3低噪声放大器的仿真实验168

4.4均衡器的仿真实验170

五、注意事项172

六、实验总结172

附录二 微波常用仪器工作原理与使用介绍174

一、实验目的174

二、主要内容174

2.1电子通信工程专业研究生实验室的主要仪器种类174

2.2掌握射频信号发生器的工作原理与使用方法174

2.4掌握示波器的工作原理与使用方法189

三、实验样品设计247

四、实验总结247