电磁波的发射和接收课堂演示实验

一、无线电波1、无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。

2、无线电波的波长从几毫米到几十千米不等。 根据波长(或频率)又可以把无线电 波分成长波、中波、中短波、短波和微波 等几个波段。

无线电波的波段分布(根据：波长/频率)

二、无线电波的发射1.要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点： ⑴要有足够高的振荡频率。 ⑵振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空 间，这样才能有效地把能量辐射出去。

二、无线电波的发射2、发射无线电波的目的： 传递信息(信号). 3、调制 使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。

进行调制的装置叫做调制器. 耍传递的电信号叫做调制信号.

调制分调幅和调频两种方式.

A、调幅： 使高频振荡电磁波的振幅随调制信号而改变叫做调幅. 调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。

B、调频： 使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频。 调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制， 通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。

三、无线电波的传播方式：

长波

短波

微波

微波

长波

长波: 波长较长，容易产生衍射现象。 长波在地面传播时能绕过障碍物 (大山、高大建筑物……)

短波

长波容易被电离层吸收； 短波容易被电离层反射；

微波容易穿过电离层

一、无线电波1、无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。

2、无线电波的波长从几毫米到几十千米不等。 根据波长(或频率)又可以把无线电 波分成长波、中波、中短波、短波和微波 等几个波段。

无线电波的波段分布(根据：波长/频率)

二、无线电波的发射1.要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点： ⑴要有足够高的振荡频率。 ⑵振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空 间，这样才能有效地把能量辐射出去。

二、无线电波的发射2、发射无线电波的目的： 传递信息(信号). 3、调制 使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。

进行调制的装置叫做调制器. 耍传递的电信号叫做调制信号.

调制分调幅和调频两种方式.

A、调幅： 使高频振荡电磁波的振幅随调制信号而改变叫做调幅. 调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。

B、调频： 使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频。 调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制， 通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。

三、无线电波的传播方式：

长波

短波

微波

微波

长波

长波: 波长较长，容易产生衍射现象。 长波在地面传播时能绕过障碍物 (大山、高大建筑物……)

短波

长波容易被电离层吸收； 短波容易被电离层反射；

微波容易穿过电离层

4.3

4.3电磁波的发射和接收导学案

课题：《4.3电磁波的发射和接收》导学案

[学习目标]

了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。

了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。

了解移动通信的基本过程。了解基站的作用。

了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。

【自主导学】

古代：烽火台邮递员

现代：电磁波来传递信息：c=

思考：怎么接收与发射？

设备：

天线是发射与接收无线电波的必要设备

一、无线电波的发射

振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。

载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图象等信息的，叫做载波。

调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。

4.3

调幅：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波。

调频：高频载波的频率随信号而改变叫调频波。

调频波优点：不变，抗干扰能力强，失真较小。

缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。

二、无线电波的接收

调谐：从众多的电磁波中的电台的技术叫做调谐。

解调：从接收的载波中将等信息“取”出来叫做解调。

三、电视发射系统中：

摄像机、摄像管，扫描，

扫描一帧要0.04s，1s内送25帧图象。

除了图象信号外，还有伴音信号。3、电视和广播的发射和接收过程

四、移动通信

移动电话：电磁波发射器，电磁

4.3

4.3电磁波的发射和接收导学案

课题：《4.3电磁波的发射和接收》导学案

[学习目标]

了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。

了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。

了解移动通信的基本过程。了解基站的作用。

了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。

【自主导学】

古代：烽火台邮递员

现代：电磁波来传递信息：c=

思考：怎么接收与发射？

设备：

天线是发射与接收无线电波的必要设备

一、无线电波的发射

振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。

载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图象等信息的，叫做载波。

调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。

4.3

调幅：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波。

调频：高频载波的频率随信号而改变叫调频波。

调频波优点：不变，抗干扰能力强，失真较小。

缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。

二、无线电波的接收

调谐：从众多的电磁波中的电台的技术叫做调谐。

解调：从接收的载波中将等信息“取”出来叫做解调。

三、电视发射系统中：

摄像机、摄像管，扫描，

扫描一帧要0.04s，1s内送25帧图象。

除了图象信号外，还有伴音信号。3、电视和广播的发射和接收过程

四、移动通信

移动电话：电磁波发射器，电磁

第十四章 电磁波

14.3 电磁波的发 射和接收

【知识回顾】

电磁波的产生应 具备两个条件： (1)要有足够高 的频率 振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间福射出去的的能量， 与频率的四次方成正比。频率越高，发射电磁波的本领越大 (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能 有效地把电磁场的能量传播出去。 采取开放电路，如图为LC振荡电路，甲为闭合电路，乙、 丙、丁等为开放电路实际的开放电路是线圈的 一端用导线与大地相连， 这条导线叫地线；线圈的 另一端用导线与高高地架 在空中的天线相连。无线 电波就由这样巨大的开放 电路发射出去

一、无线电波的发射 1、调制：使电磁波随各种信号改变的技术叫做调制 使高频振荡电磁波的振幅随信号的强弱而改变 (1)调幅(AM): 调幅后的高频振 荡电流它的振幅 包络线跟所携带 信息的变化规律 完全一样，振幅 变化的周期与携 带信息的变化周 期一样. (2)调频(FM): 使高频振荡的频率随信号而改变 调频后的高频振荡信号的振幅不变，但它的频率按携带信息 的强弱而变化，在信息的峰值处频率偏移中心频率最大，频 率变化的周期与信息变化的周期一样

无线电波的发射流程图

音频信号

二、无线电波的接收 电谐振现象： 当

频谱特性测量演示实验

1. ESPI测试接收机所测频率范围为：9KHz —3GHz

2. ESPI测试接收机的RF输入端口

最大射频信号：+30dbm，最大直流：50v

3. 是否直观的观测到电磁波的存在？（回答是/否）

否

4?演示实验可以测到的空间信号有哪些，频段分别为：

广播：531K~1602KHz

GSM900 上行：890~915 MHz 下行：935~960 MHz

GSM1800 上行：1710~1755 MHz 下行：1805~1850 MHz

WCDMA上行：1920?1980MHz下行：2110?2170MHz

CDMA2000上行：1920?1980MHz下行：2110?2170MHz

TD-SCDMA2010 ?2025MHz

5. 课堂演示的模拟电视和数字电视频谱图：如何判断是模拟还是数字电视？

模拟信号以残留边带调幅方式频分复用传输，有明确的载波频率，不同频道的图像有不同的载波频率。模拟信号频谱为：每8MHz带宽即一个频道内，能量集中分布在图像载频上，在该载频附近有一个跳动的峰，为彩色副载波所在，再远一点（在8MHz内）还有一个峰,为伴音副载波的峰。

数字信号：一个数字频道的已调信号像一个抬高了的噪声平台，均匀地平铺于整个带宽之内，它的能量是

基于有限差分法的二维边值问题的数值分析

一、实验目的

1.掌握简单二维边值问题的分离变量求解方法； 2.通过有限差分法的实现来熟悉数值法的求解过程。

二、实验内容及步骤

ybUax

具体参数为：盖板电位U=100V，其余三面电位=0，尺寸a=10，b=10； 求解矩形槽内电位函数分布

1. 在matlab中分析基于分离变量法的解析解：

1

解析法沿一半宽度处电压随长度的变化25解析法沿一半长度处电压随宽度的变化10090208070电压（V）电压（V）156050403010520100

2. 利用简单迭代法求解，与解析法结论对比，分析求解结果的精确度。分析过

-10

程至少包括：在网格尺寸为0.1和1两种条件下，两次迭代差值最大为10时的分析结论；

0123456长度（m）7891000123456宽度（m）78910

沿一半宽度处电压随长度的变化25网格尺寸=0.190 沿一半长度处电压随宽度的变化100 2080网格尺寸=0.170电压（V）15------网格尺寸=1电压（V）605040301052010------网格尺寸=10 0123456长度（m）789100 0123456宽度（m）78910

结论： 1.当网格尺寸为0

实验三 电磁波的极化一、实验目的 1、学习了解极化波的产生及其特点。 2、研究自制的电磁波感应器的极化特性，加深对电磁波极化特性的理解。 二、实验原理1、极化的定义: 指空间某固定位置处场矢量(电场、磁场)随时间变化的特性 2、极化类型: (1) 直线极化 合成波电场大小随时间变化，但矢端轨迹与x轴夹角不变。 若 E 的变化轨迹在 x 轴上 ( 0 ) ,称为 x 轴取 向的线极化波。 E E sin( t z )x xm

y

若 E 的变化轨迹在 y 轴上 ( 90 ) ,称为 y 轴取 向的线极化波。 E E sin( t z ) y ym

x直线极化的平面波

(2) 圆极化

电场强度矢量端点的轨迹是一个圆。

y

E电场矢量终端运动方向与电磁波传播方向满足右手螺旋关系 ——右旋圆极化波。 电场矢量终端运动方向与电磁波传播方向满足左手螺旋关系 ——左旋圆极化波。

x

圆极化的平面波

(3) 椭圆极化 电场强度矢量端点的轨迹是一个椭圆。

y

x椭圆极化与圆极化类同，分右旋极化和左旋极化。椭圆极化的平面波

三、实验内容移动感应器位置，观察在不同形式的接收天线情况下灯泡达到同 等亮度时与发射天线的距离，总结电磁波不同极化

北京邮电大学

电磁场与微波测量实验

学院：电子工程学院 班级：2013210901 组员： 组号：第九组

实验一 电磁波反射与折射实验

1、实验目的

1.熟悉S426型分光仪的使用方法;

2.掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法; 3.掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法; 2、实验设备与仪器 S426型分光仪。 3、实验内容与步骤

1.熟悉分光仪的结构和调整方法。

2.连接仪器，调整系统。仪器连接时，两喇叭口面应相互正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90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，拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。

3.测量入射角和反射角。反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应90度的一对刻线一致。这是小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。转动小平台，使固定臂指针指在某一角度处，这角度读数就是入射角，然后转动活动臂在表头上找到一最大指示，此时活动臂上的指针所指的刻度就是反射角。如果此时表头指示太大或太小，应调整

电磁场与电磁波实验

班级 学号 姓名

08020804 2008301914 夏益锋

反射实验

2008301918 张筠鹏

2008301919 赵伟

第一章 反射实验

? 实验原理

当微波遇到金属板时将会发生全反射，本实验就是以一块金属板作为障碍物，来研究当微波以某一入射角投射到金属板时，所遵守的反射定律。

? 实验报告

?1?2极化 入射角φ1 理论反射角φ2 实测反射角φ2 φ2-φ2测 水平极化 45 45 47.4 2.4 垂直极化 45 45 47.5 2.5 ? 误差分析： 1． 仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水平

极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，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，读数时都会存在一定误差

3． 周围仪器发射电磁波影响误差：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。

1

电磁场与电磁波实验 衍射实验

第二章 衍射实验

? 实验原理：

当一束平面波垂直入射到一个狭缝，狭缝的宽度和波长可以比拟时，它就会发生衍射现象。

极小值：

a?sin??n??

??极大值：a