电磁场及电磁波实验报告-反射实验和极化波的产生及检测

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1、内蒙古工业高校信息工程学院实 验 报 告课程名称： 电磁场与电磁波 试验名称： 反射试验和极化波的产生与检测 试验类型： 验证性 综合性 设计性试验室名称： 电磁场与电磁波试验室 班级： 电子10-1班 学号：201010203008姓名： 苏 宝 组别： 同组人： 成果： 试验日期： 2013年5月21 电磁场与电磁波试验试验一：反射试验试验目的熟识DH926AD型数据采集仪、DH926B型微波分光仪的运用方法驾驭分光仪验证电磁波反射定律的方法试验设备与仪器DH926AD型数据采集仪DH926B型微波分光仪DH1121B型三厘米固态信号源金属板试验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发

2、生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来探讨当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所确定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。如图所示， 平行极化的匀称平面波以角度q 入射到良介质表面时，入射波、反射波和折射波可用下列式子表示为 E+EtE-q q qzxH+H-Ht 平行极化波的斜入射示意图试验内容与步骤 系统构建时，如图1，开启DH1121B型三厘米固态信号源。DH926B型微波分光仪的两喇叭口面应相互正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭位置的指针分别指于工作平台的0-180刻度处。将支座放在工作平台上，并利用

3、平台上的定位销和刻线对正支座，拉起平台上四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。反射全属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的90-90这对刻线一样，这时小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一样。将DH926AD型数据采集仪供应的USB电缆线的两端依据详细尺寸分别连接图1 反射试验到数据采集仪的USB口和计算机的USB口，此时，DH926AD型数据采集仪的USB指示灯亮（蓝色），表示已连接好。然后打开DH926AD型数据采集仪的电源开关，电源指示灯亮（红色），将数据采集仪的通道电缆线两端分别连接到DH926B型微波分光仪分度转台底部的光栅通道插座和数据采集仪的相应通道口上（

4、本试验应用软件默认为通道1）。最终，察看DH1121B型三厘米固态信号源的“等幅”和“方波”档的设置，将DH926AD型数据采集仪的“等幅/方波”设置按钮等同于DH1121B型三厘米固态信号源的设置。转动微波分光仪的小平台，使固定臂指针指在某一刻度处，这刻度数就是入射角度数，然后转动活动臂在DH926AD型数据采集仪的表头上找到一最大指示，此时微波分光仪的活动臂上的指针所指的刻度就是反射角度数。假如此时表头指示太大或太小，应调整微波分光仪微波系统中的可变衰减器或晶体检波器，使表头指示接近满量程做此项试验。入射角最好取30至65之间，因为入射角太大或太小接收喇叭有可能干脆接收入射波。做这项试验时

5、应留意系统的调整和四周环境的影响。采集过程中，DH926AD型数据采集仪的USB指示灯连续闪动（蓝色），表示采集过程正在接着。应用软件屏幕上的信号灯颜色也随着试验的接着进行红色、绿色切换。您须要顺时针匀速转动DH926B型微波分光仪的活动臂，随着活动臂的移动，采集点数依次增加，当您停止移动活动臂，绘图框会保持原来的状态直到您再次起先移动活动臂。这个过程中，您便可在绘图框中实时视察到信号变更（如图10）。当采集过程中的已采集的脉冲变更等于您在进入采集过程界面之前设定的采集点数时，屏幕上会出现“此次采集完毕”的采集结束试验结果及分析记录试验测得数据，验证电磁波的反射定律入射角50，反射角50，参数

6、129。129可能是参考相位不同入射角60，反射角60，参数61.匀速转动DH926BD的转盘入射角50，匀速转动晶体检波器臂，反射角50，参数60快速转动转动DH926BD的转盘，入射角40，反射角40，参数41快速转晶体臂 （1）、从总体上看，入射角与反射角相差较小，可以近似认为相等，验证了电磁波的反射定律。（2）、由于仪器产生的系统误差无法避开，并且在测量的时候产生的随机误差，所以入射角不会完全等于反射角，由差值一栏可以看出在55度左右的误差最小。越向两边误差越大，说明测量仪器在55度的入射角能产生最好的特性。（3）、转动晶体臂和转动DH926BD的转盘产生的图形，形态基本相同，但转动晶

7、体臂的图像不好。转动DH926BD的转盘的图型较为圆滑标准.（4）、曲线的幅值一转动速度有关，转动越快越陡峭，而且也越形象，美观。（5）、转动的快慢还影响图形的周期.越快周期越小.l 误差分析：1 仪器误差：放射天线和接收天线不能调到肯定的水平和垂直，因此也得不到肯定的水平极化波和垂直极化波；反射金属板不是肯定的平面，也影响入射角和反射角的大小。2 人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在肯定误差3 四周仪器放射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。4 由于误差较小，在允许范围内。5 数据测的较少，应当多次几组。试验心得体会做了本次试验,验证了的电磁波是符合反射定律的

8、.同时熟识DH926AD型数据采集仪、DH926B型微波分光仪的运用方法.起初做的试验,并不满意反射定律, 入射角50，反射角50，参数129。129可能是参考相位不同.之后的试验室满意的.在试验中还发觉, 曲线的幅值一转动速度有关，转动越快越陡峭，而且也越形象，美观.转动的快慢还影响图形的周期.越快周期越小. 试验中留意方式方法的同时,更要留意细微环节,因为往往一场斗争就输在你的不当心扔了一枚钉子,留意细微环节当然重要,但肯定要养成一个良好的习惯,使我们在今后的学习中削减不必要的错误.通过做这样的试验，激发了我的学习爱好，尤其是探讨一些未知的东西。所以在今后的学习中，擅长钻研，不怕困难，敢于

9、尝试一些簇新又富有挑战的任务，不断学习，不断总结，培育自己的创新实力和综合水平，积累阅历，丰富学习生活。电磁场与电磁波试验试验二：极化波的产生/检测试验目的熟识DH926AD型数据采集仪、DH926B型微波分光仪的运用方法了解极化波的产生与检测方法试验设备与仪器DH926AD型数据采集仪DH926B型微波分光仪DH1121B型三厘米固态信号源半透板试验原理DH30003型栅网组件是由两个栅条方向相差90的栅网组成。栅网（见图16）是在一金属框架上绕有一排相互平行的金属丝，以反射平行金属丝的电场，DH30003型栅网组件与本厂的DH926B型微波分光仪组合运用可获得圆极化波。波的极化是用以描述电

10、场强度空间矢量在某点位置上随时间变更的规律。无论是线极化波、圆极化波或椭圆极化波都可由同频率正交场的两个线极化组成。若他们同相（或反相）、等幅（或幅度不等）其合成场的波认为线极化波；若它们相位相位差为90，即=90，幅度相等，合成场波为右旋或左旋圆极化波；若它们相位差为090，幅度相等（或幅度不等），合成场波为右旋或左旋椭圆极化波。图17是用栅网组件实现波极化的原理图。图16DH30003型栅网组件 图17 栅网实现波极化的原理图Pr1为垂直栅网，Pr2为水平栅网，当辐射喇叭Pr0转角45后，辐射波的场分为E与E两个重量，Pr1则反射E重量，而 E重量透过垂直栅网被汲取；Pr2则反射E重量，而

11、 E重量透过水平栅网被汲取。这是转动接收喇叭Pr3，当Pr3喇叭E面与垂直栅网平行时收到E波。经几次调整辐射喇叭Pr0的转角使Pr3接收到的|E|=|E|，实现了圆极化的幅度相等要求。然后接收喇叭Pr3在E与E之间转动，将出现随意转角下的|E|E|（或|E|）。这时变更Pr2水平栅网位置，使Pr3接收的波具有|E|=|E|=|E|，从而实现了E与E两个波的相位差为90，得到圆极化波。由于测试条件所限，|E|与|E|、|E|不行能完全相等，Pr3转角0360时，总会出现检波电压的波动，这时虽有Emin/Emax0.93，即椭圆度为0.93。可以认为基本上实现了圆极化波的要求。试验内容与步骤如图4

12、5，使DH926B型微波分光仪两喇叭口面互成90，半透射板与两喇叭轴线互成45，将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上相应的旋孔，使其固定在底座上。将DH926AD型数据采集仪供应的USB电缆线的两端依据详细尺寸分别连接到数据采集仪的USB口和计算机的USB口，此时，DH926AD型数据采集仪的USB指示灯亮（蓝色）， 图18 栅网试验表示已连接好。然后打开DH926AD型数据采集仪的电源开关，电源指示灯亮（红色），将数据采集仪的通道电缆线两端分别连接到DH926B型微波分光仪接收喇叭的光栅通道插座和数据采集仪的相应通道口上（本试验应用软件默认为通道3）。首先，将垂直（或水平）栅网Pr

13、1插在平台上，另一个与之垂直的栅网水平（或垂直）栅网Pr2插在读数机构上，用我们供应的钢板尺测量一下半透射板到两个栅网的距离，调整读数机构直至半透射板到两个栅网的距离相等。然后，将辐射喇叭Pr0旋转45后，先用我们供应的全汲取板挂在水平（或垂直）栅网前，将其遮挡，开启DH1121B型三厘米固态信号源。假如遮挡的是水平栅网，将接收喇叭Pr3口面平行地面放置；假如遮挡的是垂直栅网，将接收喇叭Pr3口面垂直地面放置。适当左右调整未被遮挡的栅网视察DH926AD型数据采集仪表头指示，使表头指示取得原指示旁边的最大值，此时，将栅网下支柱的拨棍螺钉旋紧，并记录下DH926AD型数据采集仪表头指示。此后，将

14、全汲取板从水平（或垂直）栅网前取下，将其挂在另一个栅网垂直（或水平）栅网前，将其遮挡，接收喇叭Pr3口面放置同上。适当左右调整未被遮挡的栅网视察DH926AD型数据采集仪表头指示，使表头指示取得原指示旁边的最大值，对比此时的最大值和您之前记录的DH926AD型数据采集仪表头指示值，若不相同，适当变更辐射喇叭Pr0的角度。然后，重复以上字体加粗的步骤。最终的结果是要使得此时的最大值和您之前记录的DH926AD型数据采集仪表头指示值相同，调整好后，旋紧栅网下支柱的拨棍螺钉。接着，取下全汲取板，旋转接收喇叭Pr3口面，使其分别处于与地面水平、垂直状态，视察数据采集仪表头指示，应使两个指示值基本相同，

15、才能满意圆极化波|E|=|E|的要求。若两次表头指示不同，适当调整辐射喇叭Pr0的角度，务必使两个指示值基本相同，方能实现圆极化的幅度相等要求。最终，变更Pr2水平（或垂直）栅网位置，使接收喇叭Pr3接收的波具有|E|=|E|=|E|，此时，旋转接收喇叭Pr3到随意角度，DH926AD型数据采集仪表头指示值基本相同，从而实现了E与E两个波的相位差为90，得到圆极化波。在适当调整Pr2水平（或垂直）栅网位置后，点击“起先采集”按钮，选择“起先新的采集”按钮，顺时针或逆时针（但只能沿一个方向）匀速转动接收喇叭Pr3，在显示屏上通过采集的图形视察接收喇叭Pr3在随意角度时的幅度变更，若差别很大，须要

16、重新调整Pr2水平（或垂直）栅网位置，然后重新起先采集工作，直到采集的图形幅度变更不明显为止，此时，得到圆极化波。试验结果及分析记录试验测得数据，视察极化波的产生与检测脉冲通道选：通道3。两次垂直（或水平）栅网前的最大值都在3.8V旁边第一次试验结果：波动比较大，存在严峻的误差！但试验打算工作都正确。错误缘由不明。其次次，多测了几个周期的，结果仍旧不对，经老师检测，可能仪器线路问题其他组的志向试验结果试验分析两个相位相差90度,振幅相等,空间上正交的线极化波可合成一个圆极化波,反之亦成立.由图可以看出，此合成波为圆极化波，在空间各点的幅值相等。但是由于各种不定因数的影响试验所得数据存在肯定误差

17、:1仪器误差：放射天线和接收天线不能调到肯定的水平和垂直，因此也得不到肯定的水平极化波和垂直极化波；反射金属板不是肯定的平面，也影响入射角和反射角的大小。2人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在肯定误差3四周仪器放射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。由于误差较小，在允许范围4、要保持匀速转动，才能有比较志向的结果。试验心得体会通过本次试验,我了解极化波的产生与检测方法, 两个相位相差90度,振幅相等,空间上正交的线极化波可合成一个圆极化波,.但本次试验不是很胜利,也不知道错误缘由,经老师排查错误之后,还不能得到志向的试验结果.分析缘由,可能是产生的圆极化波空间上不对称,因为我测得两次垂直（或水平）栅网前的最大值都在3.8V旁边,其他线路连接均正常,而且,在转动晶体臂的时候,产生晃动也会影响试验结果,同时,不匀速转动也会带来试验误差.在今后的学习中,要留意理论与实际的联系,因为我们的学问终究要运用的到实际中去,真正的学以致用.通过一些小的试验,可以巩固学过的学问,通过探讨和查阅资料,既增长了见识,又积累的阅历.这样的设计,增加了我们的学习爱好与学习实力.学习过程中,要留意细微环节,夯实基础,擅长总结和发觉,培育独立思索和团队合作的实力.要不断积累和总结,为今后的学习和工作打下良好的基础.