极化波实验报告

篇一：电磁场与微波实验报告(极化波)实验报告

课程名称： 电磁场与微波技术实验 指导老师： 谢银芳、王子立 成绩：

实验名称： 极化波实验类型：验证型实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求

1、研究线极化波，圆极化波和椭圆极化波的产生和各自的特点。 2、了解线极化波，圆极化波和椭圆极化波特性参数的测量方法。

3、通过对三种线性极化波的研究，加深对电磁场极化特性的认识与理解。 二、实验内容和原理

原理：平面电磁波的极化是指电磁波传播时，空间某点电场强度矢量e随时间变化的规律。若 e的末端轨迹在一条直线上时，称为线极化波； 若e末端的轨迹是圆（或椭圆），称为圆（或椭圆）极化波。若圆运动轨迹与波的传播方向符合右手（或左手）螺旋规则时，则称为右旋（或左旋）圆极化波。而椭圆极化波末端为椭圆形。线极化波、圆极化波和椭圆极化波都可由两个同频率的正交线极化波组合而成。设同频率的两个正交线极化波为： ex?exme?j(kz??x)ey?eyme?j(kz??y)

当?x??y??,exm??eym时，是线极化波 当?x??y?? ? 2

,exm??eym时，是圆极化波

当?x??y介于线极化波与圆极化波时，是椭圆极化波

内容：1.圆极化波的调整与测量 2.线极化波的调整与测量 3.椭圆极化波的调整与测量 三、主要仪器设备

如下图所示，其中辐射喇叭由固态信号源、衰减器及矩形喇叭组成。其中固态信号源工作频率为f＝9375mhz。接收喇叭由矩形喇叭，检波器，，微安表等组成。其它装置基本上与实验一相同。

四、实验步骤和结果记录 1、圆极化波

根据圆极化波的要求，两相同频率的正交场相干波必须幅度相等，相位差? o ? 2

。因此，

先使发射喇叭的转角为45左右，分别将接收喇叭垂直与水平放置，收到em1和em2，然后转动接收喇叭到任意一个角度，则将会出现大于或者小于em1值的情况。然后慢慢移动pr2的位置，知道接收喇叭在各个角度上的输出指示值都相等。这样就实现了 ???kz1?kz2??

pr0:α=50.0° pr2:l0=25.214mm ? 2

，记此时pr2的位置为l0，依照表格记录相关数据。 pr3:|em1|=|em2|∝i=3.46

圆极化波调整与测试数据记录： 2、线极化波

在前面产生圆极化波实验的基础上，调整pr2的位置l0，使?x??y???即可产生线极化波。调整pr2的位置使l1化波。 当 pr0:α=50.0° pr2:l1=29.685mm

当i?imax时，θr=θ0=110°i?imax=4.06?a?l0??/8 ，所以把 的位置往前调整 ?/8就产生了线极

转动角度为0、10、20、......170度时记录测量数据填入表二中。 3、椭圆极化波

在前两部分实验的基础上，改变

的位置，使l1?l2?l0即可产生椭圆极化波。当pr3转动角度为0、10、20、......170度时记录测量数据填入表三中并计算出椭圆极化波的椭圆度e

选择保持pr0 的转角不变为α=50° 移动金属栅网位置到l0?l2?l0? 椭圆极化波实验数据记录如下：? 8

，测得l2=27.492mm

五、实验数据记录和处理

实验数据记录见上文表格。 数据处理结果见上文表格。 实验处理过程：对于一个读数i2(?a)2 2

为了求其正比于i的e，需要将读数开根号即可。

椭圆度：对于圆极化波，椭圆度e=imin/imax，求出e=0.81>0.8的实验要求，因此，实验达到目的。在圆极化波中，数据呈现先增大后减小再增大的趋势，我们进行了分析，认为这是因为调试的时候，没有严格地将椭圆的长轴短轴与接收面的垂直水平对应起来。这个在实验中是不规范的，以后应该注意。

对于圆极化波，因为所有的数值相差不大，所以，我们有充分的理由相信，它是一个在误差允许范围内的圆极化波。 对于线极化波，因为需要对比实验读数和角度余弦的关系，为了更加方便地看出其线性关系，所以，我们作了一张比较图，图像结果如下：可以看出，它们的趋势大致相同，但是存在一定的误差，在误差允许范围内，可以认为线极化波已经达到（实验理论应为两线重合）。 对于椭圆极化波，本身是比较随意的，因为除了两种特殊的极化波：线极化波和圆极化波，其他都是椭圆极化波，这里就不作多的分析。对于该椭圆，椭圆度为：e=0.609. 六、收获与体会

第二次的实验明显比第一次复杂很多，但是也不难理解，该实验的条理、思路非常清晰，这将有利于我们理解波的叠加等问题。本实验很繁琐，调试的时候需要一定的耐心，但是更需要的是调试的技巧，我们两个人协作，一个人调整，一个人监督数据的变化，细微地调整，终于功夫不负有心人调了出来。另外，实验前面的数据对后面实验结果影响较大，所以，在实验开始的时候需要特别认真。

由于本实验是在调节出圆极化波的基础上来调节出线极化波的，所以对圆极化波的调节有比较高的要求。实际测量中发射喇叭的角度α并不等于45度，根据装置的差异会有一定的微调，大致在50度左右。在调节圆极化波的过程中，要将介质板角度、发射喇叭偏转角度和移动平台的调整调节结合起来。这样才能得到较为理想的圆极化波。另外在测量的过程中要注意对其他组别的实验装置的电磁波的屏蔽，否则会产生较大的误差。篇二：电磁场与电磁波实验报告-反射实验和极化波的产生与检测 内蒙古工业大学信息工程学院 实 验 报 告

课程名称： 电磁场与电磁波 实验名称： 反射实验和极化波的产生与检测实验类型： 验证性■ 综合性□ 设计性□ 实验室名称： 电磁场与电磁波实验室 班级： 电子10-1班 学号：201010203008 姓名： 苏 宝 组别：同组人： 成绩： 实验日期： 2013年5月21 电磁场与电磁波实验 实验一：反射实验 实验目的

熟悉dh926ad型数据采集仪、dh926b型微波分光仪的使用方法 掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法 实验设备与仪器

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 实验原理

电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来研究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决定的平面上，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， 平行极化的均匀平面波以角度? 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

平行极化波的斜入射示意图 实验内容与步骤

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互相正对，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这对刻线一致，这时小平台上的0刻度就与 金属板的法线方向一致。

将dh926ad型数据采集仪提供的usb电缆线的两端根据具体尺寸分别连接 图1 反射实验

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（本实验应用软件默认为通道1）。最后，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。如果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实验。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直接接收入射波。做这项实验时应注意系统的调整和周围环境的影响。 采集过程中，dh926ad型数据采集仪的usb指示灯连续闪动（蓝色），表示采集过程正在继续。应用软件屏幕上的信号灯颜色也随着实验的继续进行红色、绿色切换。您需要顺时针匀速转动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开始移动活动臂。这个过程中，您便可在绘图框中实时观察到信号变化（如图10）。当采集过程中的已采集的脉冲变化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 实验结果及分析

记录实验测得数据，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篇三：北邮电磁场与微波测量实验报告实验五极化实验

北邮电磁场与微波测量实验报告 实验五 极化实验

学院：电子工程学院 班号：2011211204 组员： 执笔人： 学号：2011210986 一、实验目的

1．培养综合性设计电磁波实验方案的能力 2．验证电磁波的马吕斯定理 二、实验设备 s426型分光仪 三、实验原理

平面电磁波是横波，它的电场强度矢量e和波长的传播方向垂直。如果e在垂直于传播方向的平面内沿着一条固定的直线变化，这样的横电磁波叫线极化波。在光学中也叫偏振波。偏振波电磁场沿某一方向的能量有一定关系。这就是光学中的马吕斯定律： i?i0cos2?

式中i为偏振波的强度，?为i与i0间的夹角。

dh926b型分光仪两喇叭口面互相平行，并与地面垂直，其轴线在一条直线上，由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的；在该轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，所以接收喇叭的转角可以从此处读到。 四、实验步骤

1．设计利用s426型分光仪验证电磁波马吕斯定律的方案；

根据实验原理，可得设计方案：将s426型分光仪两喇叭口面互相平行，并与地面垂直，其轴线在一条直线上，由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的；在该轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，接收喇叭课程从此处读取?（以10度为步长），继而进行验证。 2．根据设计的方案，布置仪器，验证电磁波的马吕斯定律。 实验仪器布置

通过调节，使a1取一较大值，方便实验进行。 然后，再利用前面推导出的?，将仪器按下图布置。a1

五、实验数据 1、数据分析：

由数据可看出，实验值跟理论值是接近的，相对误差基本都很小，在误差允许范围内，所以可以认为马吕斯定律得到了验证。 2、误差分析：

实验中可能存在仪器仪表误差，人为误差以及各组互相影响造成的误差等。但是角度比较大的时候，相对误差都比较小，也比较精准。角度比较小的时候，由于理论值较小，相对误差会大一点，但是从整体趋势来看，结果也是合理的。所以不影响我们对马吕斯定律进行验证。 六、思考题

1、垂直极化波是否能够发生折射？为什么？给出推导过程。 答：不能。 垂直极化波入射在两种媒质的分界面上，反射系数 和折射系数

分别为：

对于一般媒质

??2，可以证明，垂直极化波无论是从光疏媒，?1?

质射入光密媒质，还是从光密媒质射入光疏媒质，总有，

，所以不可能发生全反射。沿任意方向极化的平面电磁波，以?1??p入

射到两种媒质的分界面上时反射波中只有垂直极化波分量，利用这种方法可以产生垂直极化波。

2、本实验，水平极化和垂直极化可以调节吗?平行极化波如何调节出来，自行设计实验方案,如何验证全折射的原理？

答：可以调节。如果喇叭天线窄边平行于地面，则称水平极化，如果喇叭天线宽边垂直于地面，则称垂直极化。

验证电磁波全折射原理的实验方案： 首先根据以下推导，求出?。（相关系数可查书） 极化波反射系数七、实验总结

这次实验主要是使用s426型分光仪根据线极化波的相关概念验证电磁波的马吕斯定律。 此次实验较为简单，数据也较少，很容易记录。由于是第二次实验，我们对s426型分光仪也已经比较熟悉了，所以只要明白实验原理还是很容易操作的。这时也可以显示出课前预习的重要性，可以使实验时事半功倍。

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