电磁场与电磁波实验指导书新)

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1、电磁场与电磁波实验指导书山东理工大学电气与电子工程学院电磁场与电磁波实验室电磁场与电磁波实验守则1、学生必须按时到指定实验室做实验，不迟到、不早退，不喧哗，不乱扔杂物；爱护公物,严禁在实验桌面上乱刻、乱画。保持实验室良好的实验环境。2、实验前学生必须对所做的实验进行充分预习，并写出预习报告。实验前应认真了解所川仪器、设备、仪表的使用方法与注意事项。在启动设备Z前，需经指导教师检杳认可。3、实验时，要严肃认真，正确操作，仔细观察，真实记录实验数据的结果。实验中严禁违章操作，遇到仪器设备故障要及时报告，不得自行拆卸。不得做与实验无关的事情，不得动与实验无关的设备，不得进入与实

2、验无关的场所。4、实验中，如发现仪器设备损坏或丢失，应及时报告，査明原因。凡属违反操作规程导致设备损坏或自行丢失仪表工具的，要追究责任，照章赔偿。5、若发生事故，不要惊慌，必须立即切断电源，要保持现场并报告老师，以便杏明情况，酌情处理。6、实验完毕后，要按要求整理好试验设备、器材和工具等，关断电源。经指导教师检查数据并签字后，方可离开实验室。7、学生需做开放性实验时，应事先与有关实验室（中心）联系，报告向己的实验目的、内容。实验结束后应整理好实验现场。8、学牛必须认真做好实验报告，在规定时间内交给指导教师批阅。实验一电磁波感应器的设计与制作实验二电磁波传播特性实验实验三电

3、磁波的极化实验实验四天线方向图测量实验实验一电磁波感应器的设计与制作一、预习要求1、什么是法拉第电磁感应定律？2、什么是电偶极子？3、了解线天线基本结构及其特性。二、实验目的1、认识时变电磁场，理解电磁感应的原理和作用。2、通过电磁感应装置的设计，初步了解犬线的特性及基木结构。3、理解电磁波辐射原理。三、实验原理随时间变化的电场耍在空间产牛磁场，同样，随时间变化的磁场也耍在空间产牛电场。电场和磁场构成了统一的电磁场的两个不可分割的部分。能够辐射电磁波的装置称为天线，川功率信号发生器作为发射源，通过发射天线产生电磁波。微带天线信号源图1电磁感应装置如果将另一付天线置于电磁波

4、屮，就能在天线体上感生高频电流,我们可以称之为接收天线,接收犬线离发射犬线越近，电磁波功率越强，感应电动势越大。如果川小功率的白炽灯泡接入大线馈电点，能量足够时就町使口炽灯发光。接收天线和口炽灯构成一个完整的电磁感应装置，如图1所示。电偶极子是一种基本的辐射单元，它是一段长度远小于波长的直线电流元，线上的电流均匀同相，一个作吋谐振荡的电流元可以辐射电磁波，故乂称为元天线，元天线是最基木的天线。电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式，相対而言性能优良，但乂容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等，如图2所示。半波天线环形天线图2接收天线本实验垂点介绍其中的一种

5、——半波天线。半波天线乂称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。这种天线是最通用的天线型式么一，又称为偶极子天线。而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。半波振子因其一臂长度为2/4,全长为半波长而得名。其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（乙二；1/4）的远区场强有以下关系式：60才cos（㊁cos&）rsin。式中，/⑹为方向性函数，対称振子归一化方向性函数为:爲cosmos。）呢卜ZTsineH中几ax是/⑹的最大值。由上式可画出半波

6、振子的方向图如图3所示。图3半波振子的方向图半波振子方向函数与0无关，故在H而上的方向图是以振子为中心的一个圆，即为全方向性的方向图。在E而的方向图为8字形，最大辐射方向为0=兀/2,冃只要一臂长度不超过0.6252,辐射的故大值始终在d=7vll方向上;若继续增大L,辐射的故大方向将偏离0=;v/2方向。四、实验内容与步骤1、打开功率信号发牛器电源开关，Signal灯亮，机器工作正常，按下Tx按钮，观察功率指示表有一定偏转，此时Standby灯亮，说明发射正常。2、用金属丝制作天线体，用螺丝固定于感应灯板（或电流表检波板）两端，并安放到测试支架上，调节感应板的角度，使其

7、与发射天线的极化方向一致。调节测试支架滑块到最右端，按下功率信号发牛器上Tx按钮，同时移动测试支架滑块，靠近发射天线，直到小灯刚刚发光时，记录下滑块与发射天线的距离。3、改变天线振子的长度，垂复上面过程，记录数据。4、选用其它天线形式制作感应器，重复上血过程，记录数据。次数天线形式天线长度接收距离1234五、注意事项1、按下Tx按钮时，若Alarm红色告警灯亮，应立即停止发射，检查电缆线与发射天线接口是否旋紧，其余接口是否用封闭帽盖上，Ou（pu（接口与电缆是否接好，或请老师检杳。否则会损坏机器。2、测试感应器时，不能将感应灯