電磁場與微波技術(shù)實驗：CH6 偏振實驗

1、電磁場與微波技術(shù)實驗電磁場與微波技術(shù)實驗6偏振實驗偏振實驗2012.11.01廈門大學(xué) 通信工程系 電磁場與微波技術(shù)實驗課程1.實驗原理實驗原理n平面電磁波的電場強度矢量平面電磁波的電場強度矢量E和波長的和波長的傳播方向垂直。若傳播方向垂直。若E在垂直于傳播方向在垂直于傳播方向的平面上沿一固定的直線變化，稱為線的平面上沿一固定的直線變化，稱為線極化波，也稱偏振波。極化波，也稱偏振波。n光學(xué)中的馬呂斯定律：光學(xué)中的馬呂斯定律： ，其中，其中 I I0為初始偏振光的強度為初始偏振光的強度 ，I I為偏振光的為偏振光的強度，強度， 為為I I與與I I0間的夾角。間的夾角。20cosII. .起偏器

2、起偏器檢偏器檢偏器AA0AA0I0I檢偏器偏檢偏器偏振化方向振化方向a檢偏器前偏振光振動方向與檢偏檢偏器前偏振光振動方向與檢偏器器偏振化方向之間的夾角偏振化方向之間的夾角acosAA0=aI0I=AA022=cosA02A022aI0I=cos2馬呂斯定理馬呂斯定理a2.系統(tǒng)構(gòu)建系統(tǒng)構(gòu)建3.實驗步驟實驗步驟n微波分光儀兩喇叭口面互相平行，并與地微波分光儀兩喇叭口面互相平行，并與地面垂直，其軸與偏振實驗線在一條直線上面垂直，其軸與偏振實驗線在一條直線上 。n三厘米固態(tài)信號源的三厘米固態(tài)信號源的“等幅等幅”和和“方波方波”檔的設(shè)置，將數(shù)據(jù)采集儀的檔的設(shè)置，將數(shù)據(jù)采集儀的“等幅等幅/方波方波”設(shè)置按

3、鈕設(shè)置按鈕等同于等同于三厘米固態(tài)信號源的設(shè)置。三厘米固態(tài)信號源的設(shè)置。n在主菜單頁面點擊在主菜單頁面點擊“偏振實驗偏振實驗”，單擊，單擊“OK” 進入進入“輸入采集參數(shù)輸入采集參數(shù)”界面。界面。n本實驗本實驗?zāi)J(rèn)選取通道默認(rèn)選取通道3作為光柵通道插座和作為光柵通道插座和數(shù)據(jù)采集儀的數(shù)據(jù)接口。采集點數(shù)可根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀的數(shù)據(jù)接口。采集點數(shù)可根據(jù)提示選取。提示選取。n順時針或逆時針（但只能沿一個方向）勻速轉(zhuǎn)順時針或逆時針（但只能沿一個方向）勻速轉(zhuǎn)動動微波分光儀的接收喇叭，就可以得到轉(zhuǎn)角與微波分光儀的接收喇叭，就可以得到轉(zhuǎn)角與接收指示的一組數(shù)據(jù)。接收指示的一組數(shù)據(jù)。n終止采集過程后，按下終止采集過程后

4、，按下“計算結(jié)果計算結(jié)果”按鈕，系按鈕，系統(tǒng)軟件將本實驗根據(jù)實際采集過程處理得到的統(tǒng)軟件將本實驗根據(jù)實際采集過程處理得到的理論和實際參數(shù)。理論和實際參數(shù)。n(注：本實驗也可通過旋轉(zhuǎn)接收喇叭天線，直接注：本實驗也可通過旋轉(zhuǎn)接收喇叭天線，直接記錄采集儀的指針偏轉(zhuǎn)值，而不需通過電腦記錄采集儀的指針偏轉(zhuǎn)值，而不需通過電腦)4.注意事項注意事項n為避免小平臺的影響，最好將其取下。為避免小平臺的影響，最好將其取下。n實驗用到了接收喇叭天線上的光柵通道實驗用到了接收喇叭天線上的光柵通道（光傳感頭），應(yīng)將該通道與數(shù)據(jù)采集（光傳感頭），應(yīng)將該通道與數(shù)據(jù)采集儀通道儀通道3用電纜線連接。用電纜線連接。n轉(zhuǎn)動接收喇叭

5、天線時應(yīng)注意不能使活動轉(zhuǎn)動接收喇叭天線時應(yīng)注意不能使活動臂轉(zhuǎn)動。臂轉(zhuǎn)動。n由于軸承環(huán)處的螺絲是松的，讀取電壓值由于軸承環(huán)處的螺絲是松的，讀取電壓值時應(yīng)注意，接收喇叭天線可能會不自覺偏時應(yīng)注意，接收喇叭天線可能會不自覺偏離原來角度。最好每隔一定讀數(shù)讀取電壓離原來角度。最好每隔一定讀數(shù)讀取電壓值時，將螺絲重新擰緊。值時，將螺絲重新擰緊。n接收喇叭天線后的圓盤有缺口，實驗過程接收喇叭天線后的圓盤有缺口，實驗過程中應(yīng)注意別將該缺口轉(zhuǎn)動經(jīng)過光柵通道，中應(yīng)注意別將該缺口轉(zhuǎn)動經(jīng)過光柵通道，否則在該處軟件將讀取不到數(shù)據(jù)。（若是否則在該處軟件將讀取不到數(shù)據(jù)。（若是直接從指針偏轉(zhuǎn)記錄數(shù)據(jù)的，可忽視這點）直接從指針

6、偏轉(zhuǎn)記錄數(shù)據(jù)的，可忽視這點）5.實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容n按照實驗步驟完成偏振實驗，記錄數(shù)據(jù)。按照實驗步驟完成偏振實驗，記錄數(shù)據(jù)。n分別利用對稱采集（從分別利用對稱采集（從4560）和）和單邊采集（從單邊采集（從090）進行實驗）進行實驗。q1) - 45+45，每隔，每隔5記錄接收電平值，以記錄接收電平值，以0值為值為I I0 ，計算其他測量值與其比值，并與理論值比較。，計算其他測量值與其比值，并與理論值比較。q2) -7575 ，每隔，每隔7.5 ,重復(fù)上述操作（可能有的重復(fù)上述操作（可能有的工作臺到不了工作臺到不了-75，可適量縮小范圍）。，可適量縮小范圍）。q3) 另選任一個波長，從另選任一個波長，從090,每隔每隔5 ，重復(fù)上述，重復(fù)上述操作。操作。6.實驗報告要求實驗報告要求n檢索電磁波偏振特性的應(yīng)用，簡述其檢索電磁波偏振特性的應(yīng)用，簡述其應(yīng)用背景（不做硬性規(guī)定）；應(yīng)用背景（不做硬性規(guī)定）；n根據(jù)旋角度與光電轉(zhuǎn)換讀數(shù)換算你的根據(jù)旋角度與光電