工程电磁场微波分光仪实验

1、布拉格衍射实验本实验仿照X射线入射真实晶体发生衍射地基本原理，人为地制作了一个方 形点阵地模拟晶体，以微波代替X射线,使微波向模拟晶体入射，观察从不同晶面 上点阵地反射波产生干涉应符合地条件，即布拉格方程实验步骤：1将模拟晶体球应用模片调得上下左右成为一方形点阵；2. 模拟晶体架放到小平台上时，使模拟晶体架晶面法线一致地刻度与度盘上地0刻度一致；3. 晶体架晶面法线与入射线夹角为30度,活动臂与入射线为60度；4. 逆时针转圆盘，改变入射角，一次转2度；5. 逆时针转活动臂，一次转4度；6. 记录电压表示数,直到入射线与活动臂成140度；7. 绘制布拉格衍射曲线.入射角303234363840

2、424446485052电压值162329271910311332入射角545658606264656667686970电压值241041416132250602812圆极化波左旋/右旋圆极化/左旋/右旋当无线电波地极化面与大地法线面之间地夹角从0360周期地变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端地轨迹在垂直于传播方向地平面 上投影是一个圆时，称为圆极化.在电场地水平分量和垂直分量振幅相等，相位相 差90或270。时,可以得到圆极化.圆极化，若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右圆极化；反之,若成左螺旋关系，称左圆极化.实验步骤:1. 辐射喇叭为圆锥喇叭（电磁波极化

3、天线） , 接收喇叭为矩形喇叭；2. 辐射喇叭旋转 45度,使内部介质片与喇叭垂直轴线成 45 度角,理论上满 足了圆极化波幅度相等地条件；3. 观察表头示数 ,同时旋转接收喇叭 ,如果当接收喇叭旋转到任意角度时其 示数基本一致 , 就实现了圆极化波；4. 如果表头示数差别很大 , 调整辐射喇叭地角度 ,直到接收喇叭旋转到任意 角度时表头示数基本一致 .5. 根据圆极化波地左旋、右旋特性来判断左旋、右旋圆极化波 .圆极化波反射 / 折射本实验由于验证右旋圆极化波经过反射后成为左旋圆极化波 , 而折射进入另 一媒质时仍为右旋圆极化波 . 辐射地右旋圆极化波必须用右旋圆极化天线接收,若用左旋圆极化

4、波天线接收时 , 接收天线为零 . 反之亦然 .实验步骤：1. 接 收喇叭、辐射喇叭均为圆锥喇叭；2. 接收喇叭与辐射喇叭地内部介质片与喇叭垂直轴线成45 度角, 注意左旋与右旋 ；3. 半 透射板平面与小圆盘上地 0-180 刻度一致 ,90 刻度与半透射板地法线 方向一致；4. 选定一入射角,匀速转动活动臂,观察表头示数变化 ,以此证实右旋圆极化 波经过反射后成为左旋圆极化波 , 折射进入另一媒质时仍未右旋圆极化 波；辐射地右旋圆极化波必须用右旋圆极化天线接收, 若用左旋圆极化波天线时 , 接收天线为零 .电磁波极化天线是由方圆波导转换、介质圆波导和圆锥喇叭连接而成.介质圆波导可做360旋

5、转，并有刻度指示转动地角度，当TEo波经方圆波导转换到圆波导口面时则过渡为TE11 波,并在介质圆波导内分成两个分量地波 ,即垂直介质片平面地一个分量和平行介质面地一个 分量产品设计为频率在9370MHz左右，使两个分量地波相位差90,适 当调整介质圆波导（亦可转动介质片）地角度使两个分量地幅度相 等时则可得到圆极化波 .当圆极化波辐射装置方圆波导（如图 47）使TE10地EY波过渡 到TE11成为ER波后在装有介质片地圆波导段内分成 Et和En两个 分量地波，因Et和En地速度不同，即 V = Vn Vt二VC/,当介质片地长 度L取得合适时，使En波地相位超前Et波地相位90?这就实现了圆 极化波相位条件地要求；为使 En 与 Et 地幅度相等 ,可使介质片地方 向跟Y轴之间夹角为a=45?若介质片地损耗略去不计,则有 Etm=E nm=1 Erm,实现了圆极化波幅度相等条件地要求（有时需稍偏 离 45?以实现幅度相位地要求） .为了确定圆极化波右旋、左旋地特性把转到方向符合右手螺旋 规则地波 ,定为右旋圆极化波；把转到方向符合左手螺旋规则地波,定为左旋圆极化波 .本组件中介质片长度L已定在适合于9370MHz50MHz地带宽范 围内工作 ,其椭圆率 0.93.波极化天线除作为圆极化波工作外 ,也可作线