反射实验

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

实验类型：验证性■综合性□设计性□

实验室名称：信息学院机房

班级：电子10-1班学号： 201080203002 姓名：王红霞组别：

同组人：成绩：

实验日期： 2013年5月21日

反射实验

一、实验目的

1、熟悉DH926AD型数据采集仪、DH926B型微波分光仪的使用方法

2、掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法

二、实验设备与仪器

1、DH926AD型数据采集仪

2、DH926B型微波分光仪

3、DH1121B型三厘米固态信号源

4、金属板

三、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。

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。

如图所示，平行极化的均匀平面波以角度θ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

四、实验内容与步骤

1）系统构建指南：

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

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。

2）软件指南：运行应用软件，出现如下启动界面（如图2）。

图2 启动界面

在启动界面上点击“进入”按钮，进入系统“主菜单”，选择菜单项“微波物理实验”（如图3），您可看到十个子菜单项。单击第一个子菜单项“反射实验”，屏幕上会出现“建

议”提示框（如图4），这是应用软件根据实验内容建议您选择的“采集点数”和“脉冲通

图4 “建议”提示框

道”，单击“OK”按钮，进入“输入采集参数”界面（见图5），建议采用我们推荐的“采集点数和通道号”，这样有利于更好观察采集过程及处理数据。如果您未做选择直接点击了“试采集”或“正式采集”按钮，“采集点数和通道号”则按照我们建议的默认值“采集点数为120，通道号为1”选择。在您选择好“采集点数和通道号”后，DH926AD型数据采集仪相应通道指示灯亮（绿色），软件进入采集过程界面。

图5 输入采集参数

采集结束后，如果您想对采集的数据进行保存，点击“保存数据”按钮，屏幕上首先出现“将采集过程保存成数据文件”的提示框（见图14），单击“OK”后，出现“保存数据

图14 保存提示

对话框”（见图15），默认存储路径为本软件安装的根目录，输入数据文件名，点击“保存”

图15 保存数据对话框

按钮，文件即按照您所输入的文件名，以“.txt”为扩展名将采集数据保存成文本文件。

五、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

数据分析：

（1）、从总体上看，入射角与反射角相差较小，可以近似认为相等，验证了电磁波的反射定律。

（2）、由于仪器产生的系统误差无法避免，并且在测量的时候产生的随机误差，所以入射角不会完全等于反射角，由差值一栏可以看出在55度左右的误差最小。越向两边误差越大，说明测量仪器在55度的入射角能产生最好的特性。

（3）、转动晶体臂和转动DH926BD的转盘产生的图形，形状基本相同，但转动晶体臂的图像不好。转动DH926BD的转盘的图型较为圆滑标准.

（4）、曲线的幅值一转动速度有关，转动越快越陡峭，而且也越形象，美观。

（5）、转动的快慢还影响图形的周期.越快周期越小.

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。

5．数据测的较少，应该多次几组。

六、实验心得体会

做完电磁场与电磁波实验，我感到受益匪浅。这不仅使我了解了反射实验的系统，学习了电磁场与电磁波软件和硬件的使用，掌握了基本的线路连接、方法以及技巧，更增强了我对电磁场与电磁波发射实验设计的兴趣。

在实验的过程中，老师又结合实际详细的教了怎样的完成本次的反射实验，以及线路是如何连接。之后，老师为我们布置了实验任务，开始，大家都不知道怎样连接，但是再详细的看了实验指导书以及老师的详细讲解后，在老师的指导修改下，我们克服了困难，找到了问题所在，改正了错误，找出了正确连接。最后在电脑上采集出波形。