第6章微波技术实验.PDFVIP

第 6 章 微波技术实验 实验 20 微波迈克尔逊干涉和布拉格衍射 微波和光波都是电磁波。具有波动的某些共同特点，如反射、折射、干涉、衍射、偏振及能 量输送形式等方面，都显示出波动通性。在这一单元中，我们将做三个极有意义的微波实验： 一是，用迈克尔逊干涉法测量微波波长和和布拉格衍射；二是，反射速调管的工作特性与微 波基本参量的测量；三是，微波介质特性的测量。从而，学习一些微波知识和技能，了解 X 射线结构分析思想及应用，加深对光的电磁本性的认识。 I ．微波简介 一、什么是微波 微波是一种波长很短的电磁波，它与无线电波、红外线和可见光等电磁波之间的区别在 于频率不同。从图 1 的电磁波谱可见微波波段所处的位置，即指频率在 300 兆赫到 300 千兆 赫之间的电磁波，低于 300 兆赫的电磁波就是通常的无线电波(包括超短波、短波、中波和 长波) 。高于 300 千兆赫的电磁波分别是红外线、可见光、紫外线、X 射线……。在本质上 它们都是电磁波，但是频率不同，所以又各有特点，用途不同。 频率是电磁波每秒振动的次数，波长是电磁波每变化一周所传播的距离，所以电磁波 的波长和频率 f 之间具有下列的关系： f ⋅λ = C （6-20-1 ） 其中，C 是电磁波的传播速度，即光速，约每秒 30 万公里(3 ×10 米/秒)，因此相对 于 300 兆赫的波长为： 8 C 3× 10 米 / 秒 λ = = = 1米 f 300 × 106 / 秒 （6-20-2 ） 300 千兆赫频率的波长则为 1 毫米，所以微波也就是波长从 1 米到 1 毫米之间的电磁 波。 6 文献资料中，300 兆赫通常用 300MHz ；300 千兆赫用 300GHz 表示，其中 M(兆) ＝10 ， 9 G(吉) ＝10 。 根据波长还可以把微波划分为分米波、厘米(公分)波、毫米波、亚毫米波波长从 10 厘 米至 1 米之间的称为分米波，从 1 厘米至 10 厘米之间的称厘米或公分波，从 1 毫米到 1 厘 米之间的称毫米波。1 毫米以下的称亚毫米波。又有人根据波长范围划分为几个波段，每个 波段用一个拉丁字母作代表，如下表所示： 1 图 6-20-1 电磁波谱 2 波段代号 中心波长 频率范围 Z 23cm 125-1400MHz S 10cm 2300-3700MHz C 5.5cm 5200-5925MHz X 3.2cm 8500-10700MHz K 1.25cm 23-25.5GHz Q 8mm 31.8-36GHz 二、微波的特点 根据上面所述，微波是在某一特定波长范围内的电