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

2、活动臂成 140 度；7. 绘制布拉格衍射曲线 .入射角303234363840424446485052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

3、.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足了圆极化波幅度相等地条件；45 度角 , 理论上满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

4、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

5、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360o 旋转 ,并有刻度指示转动地角度,当TE10 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90o ,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

6、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 Vc = Vn > Vt =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 =45?, 若介质片地 损耗 略去不 计 , 则 有Etm=Enm=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