《电磁场》实验指导书

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1、《电石玆场》实验指导书李海玲廖欣编桂林电子工业学院微波光波教研室实验守则2实验一、波的干涉、极化现象的观察4实验二、矩形波导（同轴线）中导行电磁波的观测9实验三、微波阻抗的测量与匹配15实验守则电磁场是《电磁场》课程的重要组成部分，也是培养学生作风和实际工作能力的重耍手段，因此，每个学牛必须严肃认真地完成。1•预习实验前必须认貞•阅读实验指导书，写好预习报告（即实验报告内容中①、②）,复习有关课程内容；做好实验前准备工作。未预习者不得上机操作。2.实验实验开始时要注意正确连接线路，并经实验指导老师检查后方可开始实验。实验过程中要集中精力，要胆大心细。

2、坚持科学态度，发现数据不合理时，应及时分析原因，必耍时重测，切不可損口修改数据。实验完毕，将原始数据交指导老师检查，经允许后方可拆除系统。3.实验报告实验报告的一般内容为：①目的要求；②原理简述、线路（或方框图），包含主要仪器的型号、规格等；③数据处理，包括原始数据、运算结果少误差分析，数据应尽可能整理成表格形式；④曲线图；⑤问题讨论、心得体会及建议等。4.人身安全实验中所有电子仪器绝人多数都带有高压，因此必须注意下列事项：①实验者双手要保持干燥，鞋子要有一定绝缘性能；②不要用手（或身体其它部位）触及带电部分；③不准擅H打开机壳或盖板；④一旦发牛事故

3、，要立即切断电源，采取应急措施并及时报告。5.仪器设备微波仪器设备和元器件价格昂贵，在使用中耍多加爱护。①使用仪器前必须了解其规格、量程和操作规程。例如：微波信号发牛器XB7的开机顺序为：先开“低压”开关，预热一段时间后再打开“高压”开关；关机时,则要先关“高压”开关，再关“低压”开关。耍注意不能随便玩弄和扳动仪表上的各种开关。②挪动元器件时要轻拿轻放，不要用手接触其内表面。在调节可调元、部件（如波长计、测量线、可变衰减器等）和连接测试系统时，要平稳可靠，切不可强扭硬拧。③仪器工作时必须有人在场。实验中随时（尤其是开机时）要注意各种仪表上的指示器及其

4、易损部分有无异常现彖，一旦发现应立即切断电源，保持现场并迅速报告。2.注意维护实验场地的清洁。实验结束后，协同搞好卫牛方可离开实验室。实验一波的干涉、极化的观察一、实验目的和要求1.通过对半波振子的方向图的测试，体会电磁波的干涉现象；2.观察波的极化悄况；3.观察波沿铅垂方向的驻波分布。二、实验原理1.一般地说，振幅、相位、频率不相同的几个波在空间上叠加时，在某些位置上振动始终加强，而在另一些位置上，振动始终减弱，英至完全抵消，这种现象称为波的干涉现象。所谓半波振子天线是指全长为X/2的对称振子。半波振了天线的方向图函数为：它与基木振子的辐射方向图（

5、/（0）=sin&）显然不同，但两若的最大辐射方向和零辐射方向是一致的。我们來分析一下两者方向图不同的原因：如果将半波天线振子分成无数小段，每一小段看成一个基木振子，这样，半波振子在远区各点上的辐射场强，绘各基本振子在该点的辐射场强的叠加。也就绘说,半波振子方向图不同的原因，是由于半波振子上各基本振子辐射的电磁波相互干涉所致。此时，各基本振子电流大小虽然不同（半波振子上的电流分布为中心向两端呈余弦分布），但相位是相同的。在〃=90°方向上，各基木振子所辐射的电磁波到点P所经过的路径无波程差，所以，各基本振子辐射的电磁波在该点总是同相位的。同相加强，所

6、以在0=90。方向上半波振子的辐射最强。在其它方向上，由于各基本振子辐射的电磁波到P点所经过的路径都有波程差，因此，英辐射到该点的电磁波相位不同，辐射总比0=90°方向弱，在的方向上辐射为零。根据参加十涉的棊木振子的多少和其上电流的相位关系，可以得到不同长度对程振子天线的辐射方向图函数。通常在方向图测试时，以最大辐射方向为0°（&=0°）,相应地零辐射方向为〃=90°o2.对称振了与地面平行架设时，其辐射场的电场分量只有与地面平行的分量，此时,称天线为水平极化天线；二天线与地面垂直架设时，其辐射场的电场分量均位于与地面垂直的平面（子午面）上，这样的天

7、线成为垂直极化天线。接收天线止常情况下，极化形式一般与发射天线相同，此时，接收天线上感应电动势最大；如果收、发大线极化方向正交时，感应电动势为零，接收犬线将收不到信号，系统不能正常工作。1.当将地面看成导体（2>100）时，斜入射（以入射角为“）向地面的平面将被COS全部反射冋去，如图1-1所示。在地面以上的空间里，由丁•入射波与反射波相互干涉，合成波将不再是TEM波，而是TE波或者TM波。合成场的各场分量如下：图1-1对于水平极化波：E、=-2sin(kzcosG)e-jkxsin0Ex=-cos0cosfecos0)e~}kx^n0%E.=-j-

8、sindsin(fccos0)e~ikx^0・%对于垂直极化波：Ex=-j2E屈cos0sin(fczcos