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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