电磁场与电磁波实验指导书(参考)（页）

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1、包磁场与电磁波实验指导书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、什么是法拉笫电磁感应定律？2、什么是电偶极子?3、了解线天线基木结构及其特性。二、实验目的1、认识吋变电磁场，理解电磁感应的原理和作用。2、通过电磁感应装置的设计，初步了解天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要在空I'可产牛磁场，同样，随时间变化的磁场也要在空间产住电场。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，用功率信号发生器

2、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中，就能在天线体上感生高频电流，我们可以称Z为接收天线,接收天线离发射天线越近，电磁波功率越强，感应电动势越人。如果用小功率的口炽灯泡接入天线馈电点，能量足够时就可使白炽灯发光。接收天线和白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，线上的电流均匀同和，一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波，故乂称为元天线，元天线是最基本的天线。电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式，相对而言性能优良，但又容易制作，成木低廉的有半

3、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接收天线本实验重点介绍其中的一种——半波天线。半波天线又称半波振了，是对称天线的一种授简单的模式。对称天线（或称对称振了）可以看成是市一段末端开路的双线传输线形成的。这种天线是最通川的天线型式又称为偶极了天线。而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一•种天线，它具冇结构简单和馈电方便等优点。半波振子因其一•臂长度为A/4,全长为半波长而得名。其辐射场可山两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（厂=2/4）的远区场强有以下关系式：—60/cos（fcos&）_60/<_sin^__F'1式中，/⑹为方

4、向性函数，对称振子归一化方向性函数为：jr/maxsin。其中人ax是/⑹的最大值。由上式可画出半波振子的方向图如图3所示。图3半波振犷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面的方向图为8字形，最大辐射方向为0=兀/2,H.只要一臂长度不超过0.6252,辐射的最人值始终在0=7^12方向上；若继续增人L,辐射的最大方向将偏离0=^12方向。四、实验内容与步骤1、打开功率信号发生器电源开关，Signal灯亮，机器工作正常，按下Tx按钮，观察功率指示表冇一定偏转，此时Standby灯亮，说明发射正常。2、用金

5、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，按下功率信号发生器上Tx按钮，同时移动测试支架滑块，靠近发射天线，总到小灯刚刚发光吋，记录下滑块与发射天线的距离。3、改变天线振子的长度，重复上面过程，记录数据。4、选用其它天线形式制作感应器，重复上面过程，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，检杳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，Output接口与电缆是否接好，

6、或请老师检杳。否则会损坏机器。2、测试感应器时，不能将感应灯靠近发射天线的距离太小，否则会烧毁感应灯。（置于20cm以外，或视感应灯亮度而定）。3、尽最减少按下Tx按钮的时间，以免影响其它小组的测试准确性。4、测试时尽量避免人员走动，以免人体反射影响测试结果。六、报告要求1、按照标准实验报告的格式和内容完成实验报告。2、制作两种以上天线，观察接收效果。画出天线形状，记录接收距离。3、对实验中的现象分析讨论。4、提出改进意见及建议。七、接收天线参考形状I.f%fIj•、00000厂✓r.—bp100000^-70000丿o实验二电磁波传播特性实验一、预习要求1、什么是边克

7、尔逊干涉原理？它在实验中有哪些应用？2、驻波的产牛原理及具特性。二、实验目的1、学习了解电磁波的空间传播特性。2、通过对电磁波波长、波幅、波节、驻波的测虽，进一步认识和了解电磁波。三、实验原理变化的电场和磁场在空间的传播称为电磁波。几列不同频率的电磁波在同一媒质中传播时，儿列波可以保持各自的特点（波长、波幅、频率、传播方向等），在同时通过媒质时，在儿列波相遇或叠加的区域内，任一点的振动为各个波单独在该点产牛振动的合成。而当两个频率相同、振动方向相同、相位差恒定的波源所发出的波叠加时，在空间总会冇一些点振动始终加强，而另一些点振动始终减弱或