电磁场与电磁波实验报告-反射实验和极化波的产生与检测

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：反射实验和极化波的产生与检测

实验类型：验证性■综合性□设计性□

实验室名称：电磁场与电磁波实验室

班级：电子10-1班学号：201010203008 姓名：苏宝组别：

同组人：成绩：

实验日期： 2013年5月21

电磁场与电磁波实验

实验一：反射实验

实验目的

熟悉DH926AD型数据采集仪、DH926B型微波分光仪的使用方法

掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法

实验设备与仪器

DH926AD型数据采集仪

DH926B型微波分光仪

DH1121B型三厘米固态信号源

金属板

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。

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

实验内容与步骤

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

图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。

采集过程中，DH926AD型数据采集仪的USB指示灯连续闪动（蓝色），表示采集过程正在继续。应用软件屏幕上的信号灯颜色也随着实验的继续进行红色、绿色切换。您需要顺时针匀速转动DH926B型微波分光仪的活动臂，随着活动臂的移动，采集点数依次增加，当您停止移动活动臂，绘图框会保持原来的状态直到您再次开始移动活动臂。这个过程中，您便可在绘图框中实时观察到信号变化（如图10）。当采集过程中的已采集的脉冲变化等于您在进入采集过程界面之前设定的采集点数时，屏幕上会出现“此次采集完毕”的采集结束实验结果及分析

记录实验测得数据，验证电磁波的反射定律

入射角50，反射角50，参数129。129可能是参考相位不同

入射角60，反射角60，参数61.

匀速转动DH926BD的转盘

入射角50，匀速转动晶体检波器臂，反射角50，参数60

快速转动转动DH926BD的转盘，入射角40，反射角40，参数41

快速转晶体臂

（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。

实验心得体会

做了本次实验,验证了的电磁波是符合反射定律的.同时熟悉DH926AD型数据采集仪、DH926B型微波分光仪的使用方法.

起初做的实验,并不满足反射定律, 入射角50，反射角50，参数129。

129可能是参考相位不同.之后的实验室满足的.在实验中还发现, 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.转动的

快慢还影响图形的周期.越快周期越小.

实验中注意方式方法的同时,更要注意细节,因为往往一场战争就输在

你的不小心扔了一枚钉子,注意细节固然重要,但一定要养成一个良好的

习惯,使我们在今后的学习中减少不必要的错误.

通过做这样的实验，激发了我的学习兴趣，尤其是研究一些未知的东

西。所以在今后的学习中，善于钻研，不怕困难，敢于尝试一些新鲜又

富有挑战的任务，不断学习，不断总结，培养自己的创新能力和综合水

平，积累经验，丰富学习生活。