实验一 电磁波参量的研究.doc

实验一 电磁波参量的研究1 实验目的：（1）在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性如、和互相垂直。（2）熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长，并确定电磁波的相位常数和波速。（3）了解电磁波的其他参量，如波阻抗等。2.实验仪器：（1） DH1211型3cm固态源1台（2） DH926A型电磁 波综合测试仪1套（3） XF-01选频放大器1台（4） PX-16型频率计3.实验原理两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内以相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同，它们相互干涉的结果，在传播路径上，形成驻波分布。我们正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间电磁波波长的值，再由 （1-3-1）=得到电磁波的主要参数：、等我们用图1.1来说明自由空间内电磁波波长值的测试原理。设入射波为:当入射波以入射角向介质板斜投射时，在分界面上产生反射波和折射波。设入射波为垂直极化波，用表示介质板的反射系数，用和表示由空气进入介质板和由介质板进入空气的折射系数。另外，可动板和固定板都是金属板，其电场反射系数为-1，在一次近似的条件下，接受喇叭处的相干波分别为： 其中，又因是固定值，则随可动板位移而变化。当移动值时，使具有最大输出指示时，则有和为同相叠加；当移动值，使具有零值输出指示时，必有和反相。故可采用改变的位置，使输出最大或零指示重复出现。从而测出电磁波的波长和相位常数。下面用数学式来表达测定波长的关系式。在处的相干波合成 或写成 式中（1-3-2）为测准入值，一般采用 零指示办法 ，即或 n=0.1.2. 这里n表示相干波合成驻波场的波节点（）处。同时，除n=0以外的n值，又表示相干波合成驻波的半波长数。将n=0时的驻波节点作为参考位置又因 （1-3-3） 故或（1-3-4）有式（1-3-4）可知，只要确定驻波节点位置及波节数，就可方便地确定值。相干波与的分布如图1-3-2所示，图中n=0的节点处作为第一个波节点，对其他n值则有n=1,对应第二个波节点，或第一个半波长数。n=2, ,对应第三个波节点，或第二个半波长数。n=3, ,对应第四个波节点，或第三个半波长数。n=n，,对应第n+1个波节点，或第n个半波长数。把以上各项相加，取波长数的平均值得即（1-3-5）把式（1-3-5）代入式（1-3-1）就可得到被测电磁波的参量、等值。事实上，可动板移动时，不可能出现无限多个驻波节点。测试时，一般取n=4已足够，它表示在5个波节点距离内，（-）相应于4个半波长。从而测得该距离内波长平均值。从理论上讲，n值越大，测出值的精度应越高。由于所测得的合成驻波场，处于进区场分布的范围内，因此，的移动，不仅影响驻波节点位置均匀分布，而且驻波幅度也有起伏。3.实验内容（1） 了解并熟悉电磁波综合测试仪的工作特点，使用方法，特别要熟悉与掌握利用相干波原理测试电磁场波长的方法。（2） 了解3固态源的使用方法和正确操作，（3） 仪器工作正常后，观察电磁波、和三者符合右手螺旋规则，向传播的波应有：，（4） 测值。移动可动板，并测出值。根据测出的与及n值，计算、值。（5） 用PX-16频率计测出信号源工作波长（），并与被测电磁波的波长进行比较。把相关测试数据的波长填入表1-3-1中表1-3-1PX-16频率刻度值 或微安表零指示数n+1可动板总位移自由空间波长波的相位常数自由空间波速4.实验报告内容与要求（1） 实验目的（2） 实验数据表（3） 比较信号源工作波长（）