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电磁波极化实验报告

篇一：电磁场与微波实验报告(极化波)

实验报告

课程名称：电磁场与微波技术实验指导老师：谢银芳、

王子立成绩：

实验名称：极化波实验类型：验证型实验同组学生姓名：

一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实

验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、

心得

一、实验目的和要求

1、研究线极化波，圆极化波和椭圆极化波的产生和各

自的特点。2、了解线极化波，圆极化波和椭圆极化波特性

参数的测量方法。

3、通过对三种线性极化波的研究，加深对电磁场极化

特性的认识与理解。

二、实验内容和原理

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原理：平面电磁波的极化是指电磁波传播时，空间某点

电场强度矢量e随时间变化的规律。若e的末端轨迹在一条

直线上时，称为线极化波；若e末端的轨迹是圆（或椭圆），

称为圆（或椭圆）极化波。若圆运动轨迹与波的传播方向符

合右手（或左手）螺旋规则时，则称为右旋（或左旋）圆极

化波。而椭圆极化波末端为椭圆形。线极化波、圆极化波和

椭圆极化波都可由两个同频率的正交线极化波组合而成。设

同频率的两个正交线极化波为：

ex?exme?j(kz??x)ey?eyme?j(kz??y)

当?x??y??,exm??eym时，是线极化波当?x??y??

?

2

,exm??eym时，是圆极化波

当?x??y介于线极化波与圆极化波时，是椭圆极化波

内容：1.圆极化波的调整与测量2.线极化波的调整与测

量3.椭圆极化波的调整与测量

三、主要仪器设备

如下图所示，其中辐射喇叭由固态信号源、衰减器及矩

形喇叭组成。其中固态信号源工作频率为f＝9375mhz。接收

喇叭由矩形喇叭，检波器，，微安表等组成。其它装置基本

上与实验一相同。

四、实验步骤和结果记录

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1、圆极化波

根据圆极化波的要求，两相同频率的正交场相干波必须

幅度相等，相位差?

o

?

2

。因此，

先使发射喇叭的转角为45左右，分别将接收喇叭垂直

与水平放置，收到em1和em2，然后转动接收喇叭到任意一

个角度，则将会出现大于或者小于em1值的情况。然后慢慢

移动pr2的位置，知道接收喇叭在各个角度上的输出指示值

都相等。这样就实现了

???kz1?kz2??

pr0:α=50.0°pr2:l0=25.214mm

?

2

，记此时pr2的位置为l0，依照表格记录相关数据。

pr3:|em1|=|em2|∝I=3.46

圆极化波调整与测试数据记录：

2、线极化波

在前面产生圆极化波实验的基础上，调整pr2的位置l0，

使?x??y???即可产生线极化波。调整pr2的位置使l1化波。

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当

pr0:α=50.0°pr2:l1=29.685mm

当I?Imax时，θr=θ0=110°I?Imax=4.06?A

?l0??/8，所以把

的位置往前调整?/8就产生了线极

转动角度为0、10、20、......170度时记录测量数据

填入表二中。

3、椭圆极化波

在前两部分实验的基础上，改变

的位置，使l1?l2?l0即可产生椭圆极化波。

当pr3转动角度为0、10、20、......170度时记录测

量数据填入表三中并计算出椭圆极化波的椭圆度e

选择保持pr0的转角不变为α=50°移动金属栅网位置

到l0?l2?l0?

椭圆极化波实验数据记录如下：

?

8

，测得l2=27.492mm

五、实验数据记录和处理

实验数据记录见上文表格。数据处理结果见上文表格。

实验处理过程：对于一个读数I2(?A)2

2

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为了求其正比于I的e，需要将读数开根号即可。

椭圆度：对于圆极化波，椭圆度e=Imin/Imax，求出

e=0.81>0.8的实验要求，因此，实验达到目的。在圆极化波

中，数据呈现先增大后减小再增大的趋势，我们进行了分析，

认为这是因为调试的时候，没有严格地将椭圆的长轴短轴与

接收面的垂直水平对应起来。这个在实验中是不规范的，以

后应该注意。

对于圆极化波，因为所有的数值相差不大，所以，我们

有充分的理由相信，它是一个在误差允许范围内的圆极化波。

对于线极化波，因为需要对比实验读数和角度余弦的关

系，为了更加方便地看出其线性关系，所以，我们作了一张

比较图，图像结果如下：

可以看出，它们的趋势大致相同，但是存在一定的误差，

在误差允许范围内，可以认为线极化波已经达到（实验理论

应为两线重合）。

对于椭圆极化波，本身是比较随意的，因为除了两种特

殊的极化波：线极化波和圆极化波，其他都是椭圆极化波，

这里就不作多的分析。对于该椭圆，椭圆度为：e=0.609.

六、收获与体会

第二次的实验明显比第一次复杂很多，但是也不难理解，

该实验的条理、思路非常清晰，这将有利于我们理解波的叠

加等问题。本实验很繁琐，调试的时候需要一定的耐心，但

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