微波综合特性研究实验报告

微波综合特性研究实验报告

报告编号：微波的特性研究微波发生器内部有一个电压可调控制的I?I0sin2??2?＝??sin? ?式中I0是中央主极大中心的微波强度，?为单缝的宽度，?是微波的波长，?为衍射角 sin?2／?2常叫做单缝衍射因子，表征衍射场内任一点微波相对强度的大小一般可通过测量衍射屏上从中央向两边微波强度变化来验证公式同时与光的单缝衍射一样，当?sin?＝?＝1，2，3，4?? 时，相应的?角位置衍射度强度为零如测出衍射强度分布如图2则可依据第一级衍射最小值所对应的?角度，利用公式，求出微波波长?3、微波的双缝干涉实验当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上，狭缝就成为次级波波源由两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的背后面空间中，将产生干涉现象当然，波通过每个缝都有衍射现象因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果为了只研究主要来自两缝中央衍射波相互干涉的结果，令双缝的缝宽?接近?，例如：?＝?＝4cm当两缝之间的间隔b较大时，干涉强度受单缝衍射的影响小，当b较小时，干涉强度受单缝衍射影响大干涉加强的角度为：?＝sin?1?干涉减弱的角度为：?k K=1，2，3……??b＝sin?1??2k?1 K=1，2，3…… ?2??b??4、微波的迈克尔逊干涉实

验在微波前进的方向上放置一个与波传播方向成45角的半透射半反射的分束板将入射波分成一束向金属板A传播，另一束向金属板B传播由于A、B金属板的全反射作用，两列波再回到半透射半反射的分束板，回合后到达微波接收器处这两束微波同频率，在接收器处将发生干涉，干涉叠加的强度由两束波的程差决定当?2，?3，??时，1??时，两波的相位差为2??，干涉加强；当两波的相位差为?2?＋??＝?1，则干涉最弱当A、B板中的一块板固定，另一块板可沿着微波传播方向前后移动，当微波接收信号从极小值到又一次极小值，则反射板移动了λ/2距离由这个距离就可求得微波波长图3 迈克尔逊干涉原理示意图5、微波的偏振实验电磁波是横波，它的电场强度矢量E和波的传播方向垂直如果E始终在垂直于传播方向的平面内某一确定方向变化，这样的横电磁波叫线极化波，在光学中也叫偏振光如一线极化电磁波以能量强度I0发射，而由于接收器的方向性较强，其强度I?I0cos?，其中?为P1和P2的夹角这就是光学中的马吕斯定律，在微波测量中同样适用6、模拟晶体的布拉格衍射实验布拉格衍射是用X射线研究微观晶体结构的一种方法因为X射线的波长与晶体的晶图5 晶体结构模型固体物质一般分晶体与非晶体两大类，晶体又分单晶与多晶组成晶体的原子或分子按一定规律在空间周期性排列，而多晶体是由许多单晶体的晶粒组成其中最简单的晶体结构如图5所示，在直角

坐标中沿X、Y、Z三个方向，原子在空间依序重复排列，形成简单的立方点阵组成晶体的原子可以看作处在晶体的晶面上，而晶体的晶面有许多不同的取向实验一基本辐射单元方向图一、实验目的基本辐射单元，指的是基本电振子，基本磁振子，基本缝隙，惠更斯面元等它们是构成实际天线的基本单元通过本次实验了解这些基本辐射单元在空间产生的辐射场二、实验指导实验界面有三个显示区：立体方向图、E面方向图、H面方向图，分别用来显示基本辐射单元在空间产生的辐射场的立体方向图、E面方向图和H面方向图界面下端有六个按钮：基本电振子、基本磁振子、基本缝隙、惠更斯面元、Return、Help点击按钮基本电振子，则基本电振子的方向图在显示区内显示出来，由显示图形可见基本电振子所辐射的电磁场强度不仅与r有关，而且与观察方向θ有关在振子的轴线方向，场强为零；在垂直于振子轴的方向上，场强最大；在其它方向上，场强正比于sinθ基本磁振子的辐射是振子表面切向磁场产生的磁场是等效的本缝隙与基本磁振子是等效的点击按钮Return，返回天线实验总界面实验二对称阵子方向图分析一、实验目的：通过MATLAB 编程，熟悉电基本阵子和对称阵子的辐射特性，了解影响对称阵子辐射的因素及其变化对辐射造成的影响二、实验原理：1．电基本振子的辐射电基本振子又称电流元，它是指一段理想的高频电流直导线，其长度l远小于波长λ，其半

径a远小于l，同时振子沿线的电流I处处等幅同相用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线，因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂线辐射特性的基础Il?sin?e?jkr?2?r?60?Il?jkr?E??jsin?e??r?Hr?H??Er?E?

0Hj 可见场强只有两个相位相同的分量根据方向函数可定义：E(r,?,?)f(?,?)?60I/r 可得电基本振子的方向函数为：f(?,?)?f(?)??lsin?? 根据归一化方向函数定义：

F(?,?)?E(?,?)f(?,?)?fmax(?,?)Emax

可得电基本阵子归一化方向函数为：F(θ,φ)=|sinθ| 将方向函数用曲线描绘出来，称之为方向图(Fileld Pattern)方向图就是与天线等距离处，天线辐射场大小在空间中的相对分布随方向变化的图形依据归一化方向函数而绘出的为归一化方向图在实际中，工程上常常采用两个特定正交平面方向图在自由空间中，两个最重要的平面方向图是

E面和H面方向图E面即电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面；H面即磁场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面方向图可用极坐标绘制，角度表示方向，矢径表示场强大小中北大学信息商务学院毕业设计开题报告学生姓名：学院、系：专业：设计题目：指导教师:

2012 年 3 月 19 日卞倩倩学号： 0805074421

信息与通信工程学院通信工程基于matlab微波实验演示系统姚爱琴