《 电 磁 场》
实 验 指 导 书
数学竞赛之窗李海玲 廖欣 编
桂 林 电 子 工 业 机械战将学 院
微 波 光 波 教 研 室
目 录
实验一、波的干涉、极化现象的观察 4
实验二、矩形波导（同轴线）中导行电磁波的观测 9
实验三、微波阻抗的测量与匹配 15
实验守则
电磁场是《电磁场》课程的重要组成部分，也是培养学生作风和实际工作能力的重要手段，因此，每个学生必须严肃认真地完成。
１．预习
实验前必须认真阅读实验指导书，写好预习报告（即实验报告内容中①、②），复习有关课程内容；做好实验前准备工作。未预习者不得上机操作。
2．实验
实验开始时要注意正确连接线路，并经实验指导老师检查后方可开始实验。 实验过程中要集中精力，要胆大心细。坚持科学态度，发现数据不合理时，应及时分析原因，必要时重测，切不可擅自修改数据。
实验完毕，将原始数据交指导老师检查，经允许后方可拆除系统。
3．实验报告
实验报告的一般内容为：
① 目的要求；
② 原理简述、线路（或方框图），包含主要仪器的型号、规格等；
③ 数据处理，包括原始数据、运算结果与误差分析，数据应尽可能整理成表格形式；
eboot④ 曲线图；
⑤ 问题讨论、心得体会及建议等。
4．人身安全
实验中所有电子仪器绝大多数都带有高压，因此必须注意下列事项：
① 实验者双手要保持干燥，鞋子要有一定绝缘性能；
② 不要用手（或身体其它部位）触及带电部分；
③ 不准擅自打开机壳或盖板；
④ 一旦发生事故，要立即切断电源，采取应急措施并及时报告。
5．仪器设备
微波仪器设备和元器件价格昂贵，在使用中要多加爱护。
① 使用仪器前必须了解其规格、量程和操作规程。例如：微波信号发生器XB7的开机顺序为：先开“低压”开关，预热一段时间后再打开“高压”开关；关机时，则要先关“高压”开关，再关“低压”开关。
要注意不能随便玩弄和扳动仪表上的各种开关。
② 挪动元器件时要轻拿轻放，不要用手接触其内表面。在调节可调元、部件（如波长计、测量线、可变衰减器等）和连接测试系统时，要平稳可靠，切不可强扭硬拧。
③ 仪器工作时必须有人在场。实验中随时（尤其是开机时）要注意各种仪表上的指示器及其易损部分有无异常现象，一旦发现应立即切断电源，保持现场并迅速报告。
6．注意维护实验场地的清洁。实验结束后，协同搞好卫生方可离开实验室。
实验一 波的干涉、极化的观察
一、实验目的和要求
1．通过对半波振子的方向图的测试，体会电磁波的干涉现象； 2．观察波的极化情况；
3．观察波沿铅垂方向的驻波分布。
二、实验原理
1．一般地说，振幅、相位、频率不相同的几个波在空间上叠加时，在某些位置上振动始终加强，而在另一些位置上，振动始终减弱，甚至完全抵消，这种现象称为波的干涉现象。
所谓半波振子天线是指全长为λ/2的对称振子。
半波振子天线的方向图函数为：
硫酸铵盐析
它与基本振子的辐射方向图（）显然不同，但两者的最大辐射方向和零辐射方向是一致的。我们来分析一下两者方向图不同的原因：
如果将半波天线振子分成无数小段，每一小段看成一个基本振子，这样，半波振子在远区各点上的辐射场强，是各基本振子在该点的辐射场强的叠加。也就是说，半波振子方向图不同的原因，是由于半波振子上各基本振子辐射的电磁波相互干涉所致。
浙江天台中学此时，各基本振子电流大小虽然不同（半波振子上的电流分布为中心向两端呈余弦分布），但相位是相同的。在2013年广东高考作文θ=90°方向上，各基本振子所辐射的电磁波到点P所经过的路径无波程差，所以，各基本振子辐射的电磁波在该点总是同相位的。同相加强，所以在θ=90°方向上半波振子的辐射最强。在其它方向上，由于各基本振子辐射的电磁波到P点所经过的路径都有波程差，因此，其辐射到该点的电磁波相位不同，辐射总比θ=90°方向弱，在θ=0°的方向上辐射为零。
根据参加干涉的基本振子的多少和其上电流的相位关系，可以得到不同长度对程振子天线的辐射方向图函数。
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