工程電磁場(chǎng)微波分光儀實(shí)驗(yàn)

1、布拉格衍射實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)仿照X射線入射真實(shí)晶體發(fā)生衍射的基本原理，人為的制作了一個(gè)方形點(diǎn)陣的模擬晶體，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(diǎn)陣的反射波產(chǎn)生干涉應(yīng)符合的條件，即布拉格方程。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)陣；2. 模擬晶體架放到小平臺(tái)上時(shí)，使模擬晶體架晶面法線一致的刻度與度盤上的0刻度一致；3. 晶體架晶面法線與入射線夾角為30度，活動(dòng)臂與入射線為60度；4. 逆時(shí)針轉(zhuǎn)圓盤，改變?nèi)肷浣牵淮无D(zhuǎn)2度；5. 逆時(shí)針轉(zhuǎn)活動(dòng)臂，一次轉(zhuǎn)4度；6. 記錄電壓表示數(shù)，直到入射線與活動(dòng)臂成140度；7. 繪制布拉格衍射曲線。入射角30 32 34363

2、840424446485052電壓值 1623 29271910311332入射角 54 5658606264656667686970電壓值 2 41041416132250602812圓極化波左旋/右旋圓極化/ 左旋/右旋 當(dāng)無(wú)線電波的極化面與大地法線面之間的夾角從0360°周期的變化，即電場(chǎng)大小不變，方向隨時(shí)間變化，電場(chǎng)矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個(gè)圓時(shí)，稱為圓極化。在電場(chǎng)的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°時(shí)，可以得到圓極化。圓極化，若極化面隨時(shí)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

3、極化。實(shí)驗(yàn)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45度角，理論上滿足了圓極化波幅度相等的條件；3. 觀察表頭示數(shù)，同時(shí)旋轉(zhuǎn)接收喇叭，如果當(dāng)接收喇叭旋轉(zhuǎn)到任意角度時(shí)其示數(shù)基本一致，就實(shí)現(xiàn)了圓極化波；4. 如果表頭示數(shù)差別很大，調(diào)整輻射喇叭的角度，直到接收喇叭旋轉(zhuǎn)到任意角度時(shí)表頭示數(shù)基本一致。5. 根據(jù)圓極化波的左旋、右旋特性來(lái)判斷左旋、右旋圓極化波。圓極化波反射/折射本實(shí)驗(yàn)由于驗(yàn)證右旋圓極化波經(jīng)過(guò)反射后成為左旋圓極化波，而折射進(jìn)入另一媒質(zhì)時(shí)仍為右旋圓極化波。輻射的右旋圓極化波必須用右旋圓極化天線接收，若用左旋圓

4、極化波天線接收時(shí)，接收天線為零。反之亦然。實(shí)驗(yàn)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的內(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的0-180刻度一致，90刻度與半透射板的法線方向一致；4. 選定一入射角，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)臂，觀察表頭示數(shù)變化，以此證實(shí)右旋圓極化波經(jīng)過(guò)反射后成為左旋圓極化波，折射進(jìn)入另一媒質(zhì)時(shí)仍未右旋圓極化波；輻射的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(shí)，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(dòng)的角度，當(dāng)TE10波經(jīng)

5、方圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換到圓波導(dǎo)口面時(shí)則過(guò)渡為TE11波，并在介質(zhì)圓波導(dǎo)內(nèi)分成兩個(gè)分量的波，即垂直介質(zhì)片平面的一個(gè)分量和平行介質(zhì)面的一個(gè)分量。產(chǎn)品設(shè)計(jì)為頻率在9370MHz左右，使兩個(gè)分量的波相位差90o，適當(dāng)調(diào)整介質(zhì)圓波導(dǎo)（亦可轉(zhuǎn)動(dòng)介質(zhì)片）的角度使兩個(gè)分量的幅度相等時(shí)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的EY波過(guò)渡到TE11成為ER波后，在裝有介質(zhì)片的圓波導(dǎo)段內(nèi)分成Et和En兩個(gè)分量的波，因Et和En的速度不同，即Vc = Vn > Vt =VC/ ，當(dāng)介質(zhì)片的長(zhǎng)度L取得合適時(shí)，使En波的相位超前Et波的相位90，這就實(shí)現(xiàn)了圓極化波相位條件的要求；為使En與Et的幅度相等，可使介質(zhì)片的方向跟Y軸之間夾角為=45，若介質(zhì)片的損耗略去不計(jì)，則有Etm=Enm=1/ Erm ，實(shí)現(xiàn)了圓極化波幅度相等條件的要求（有時(shí)需稍偏離45以實(shí)現(xiàn)幅度相位的要求）。為了確定圓極化波右旋、左旋的特性把轉(zhuǎn)到方向符合右手螺旋規(guī)則的波，定為右旋圓極化波；把轉(zhuǎn)到方向符合左手螺旋規(guī)則的波，定為左旋圓極化波。本組件中介質(zhì)片長(zhǎng)度L已定在適合于9370MHz50MHz的帶寬范圍內(nèi)工作，其橢圓率0.93。波極化天線除作為圓極化波工作