工程電磁場微波分光儀實驗

1、布拉格衍射實驗本實驗仿照 X 射線入射真實晶體發(fā)生衍射地基本原理 , 人為地制作了一個方形點陣地模擬晶體 , 以微波代替 X 射線 , 使微波向模擬晶體入射 , 觀察從不同晶面上點陣地反射波產(chǎn)生干涉應(yīng)符合地條件 , 即布拉格方程 .實驗步驟：1. 將模擬晶體球應(yīng)用模片調(diào)得上下左右成為一方形點陣；2. 模擬晶體架放到小平臺上時 , 使模擬晶體架晶面法線一致地刻度與度盤上地 0 刻度一致；3. 晶體架晶面法線與入射線夾角為 30 度, 活動臂與入射線為 60 度；4. 逆時針轉(zhuǎn)圓盤 , 改變?nèi)肷浣?, 一次轉(zhuǎn) 2 度；5. 逆時針轉(zhuǎn)活動臂 , 一次轉(zhuǎn) 4 度；6. 記錄電壓表示數(shù) , 直到入射線與

2、活動臂成 140 度；7. 繪制布拉格衍射曲線 .入射角303234363840424446485052電壓值162329271910311332入射角545658606264656667686970電壓值241041416132250602812圓極化波左旋 / 右旋圓極化 /左旋/ 右旋當(dāng)無線電波地極化面與大地法線面之間地夾角從0360°周期地變化 , 即電場大小不變 , 方向隨時間變化 , 電場矢量末端地軌跡在垂直于傳播方向地平面上投影是一個圓時 , 稱為圓極化 . 在電場地水平分量和垂直分量振幅相等, 相位相差 90°或 270°時 , 可以得到 圓極化

3、.圓極化 , 若極化面隨時間旋轉(zhuǎn)并與電磁波傳播方向成右螺旋關(guān)系 , 稱右圓極化；反之 , 若成左螺旋關(guān)系 , 稱左圓極化 .實驗步驟：1. 輻射喇叭為圓錐喇叭（電磁波極化天線） , 接收喇叭為矩形喇叭；2. 輻射喇叭旋轉(zhuǎn)45 度 , 使內(nèi)部介質(zhì)片與喇叭垂直軸線成足了圓極化波幅度相等地條件；45 度角 , 理論上滿3. 觀察表頭示數(shù) , 同時旋轉(zhuǎn)接收喇叭 , 如果當(dāng)接收喇叭旋轉(zhuǎn)到任意角度時其示數(shù)基本一致 , 就實現(xiàn)了圓極化波；4. 如果表頭示數(shù)差別很大 , 調(diào)整輻射喇叭地角度 , 直到接收喇叭旋轉(zhuǎn)到任意角度時表頭示數(shù)基本一致 .5. 根據(jù)圓極化波地左旋、右旋特性來判斷左旋、右旋圓極化波.圓極化波

4、反射 / 折射本實驗由于驗證右旋圓極化波經(jīng)過反射后成為左旋圓極化波 , 而折射進入另一媒質(zhì)時仍為右旋圓極化波 . 輻射地右旋圓極化波必須用右旋圓極化天線接收 , 若用左旋圓極化波天線接收時 , 接收天線為零 . 反之亦然 .實驗步驟：1.接收喇叭、輻射喇叭均為圓錐喇叭；2.接收喇叭與輻射喇叭地內(nèi)部介質(zhì)片與喇叭垂直軸線成45 度角,注意左旋與右旋；3. 半透射板平面與小圓盤上地 0-180 刻度一致 ,90 刻度與半透射板地法線方向一致；4. 選定一入射角 , 勻速轉(zhuǎn)動活動臂 , 觀察表頭示數(shù)變化 , 以此證實右旋圓極化波經(jīng)過反射后成為左旋圓極化波 , 折射進入另一媒質(zhì)時仍未右旋圓極化波；輻射地

5、右旋圓極化波必須用右旋圓極化天線接收 , 若用左旋圓極化波天線時 , 接收天線為零 .電磁波極化天線是由方圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換、介質(zhì)圓波導(dǎo)和圓錐喇叭連接而成 .介質(zhì)圓波導(dǎo)可做360o 旋轉(zhuǎn) ,并有刻度指示轉(zhuǎn)動地角度,當(dāng)TE10 波經(jīng)方圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換到圓波導(dǎo)口面時則過渡為TE11波,并在介質(zhì)圓波導(dǎo)內(nèi)分成兩個分量地波 ,即垂直介質(zhì)片平面地一個分量和平行介質(zhì)面地一個分量 .產(chǎn)品設(shè)計為頻率在9370MHz左右 ,使兩個分量地波相位差90o ,適當(dāng)調(diào)整介質(zhì)圓波導(dǎo)（亦可轉(zhuǎn)動介質(zhì)片）地角度使兩個分量地幅度相等時則可得到圓極化波.當(dāng)圓極化波輻射裝置方圓波導(dǎo)（如圖 47）使 TE10 地 EY波過渡到 TE11 成為 ER波

6、后 ,在裝有介質(zhì)片地圓波導(dǎo)段內(nèi)分成 Et 和 En 兩個分量地波 ,因 Et 和 En 地速度不同 ,即 Vc = Vn > Vt =VC/,當(dāng)介質(zhì)片地長度 L 取得合適時 ,使 En 波地相位超前 Et 波地相位 90?,這就實現(xiàn)了圓極化波相位條件地要求；為使 En 與 Et 地幅度相等 ,可使介質(zhì)片地方向跟 Y 軸之間 夾角為 =45?, 若介質(zhì)片地 損耗 略去不 計 , 則 有Etm=Enm=1/ Erm,實現(xiàn)了圓極化波幅度相等條件地要求（有時需稍偏離 45?以實現(xiàn)幅度相位地要求） .為了確定圓極化波右旋、左旋地特性把轉(zhuǎn)到方向符合右手螺旋規(guī)則地波 ,定為右旋圓極化波；把轉(zhuǎn)到方向符合左手螺旋規(guī)則地波,定為左旋圓極化波 .本組件中介質(zhì)片長度L 已定在適合于9370MHz50MHz 地帶寬范圍內(nèi)工作 ,其橢圓率 0.93.波極化天線除作為圓極化波工作