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实验六、电磁波极化
一、实验目的:
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、学习线极化波,圆极化波和椭圆极化波特性参数的测量方法。
二、实验仪器:
1、DH926A型电磁波综合测试仪。
2、DH1211型3cm固态信号源。
3、水平、垂直金属丝栅。
三、实验原理:
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的末端总在一条直线上周期性变化,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。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:
(1)
(2)
1、线极化波的合成
当的位相相同时,即,合成电场为:
,
合成电场的大小:
1
(3)
合成电场的方向:
(4)
由(),()式可以看出,合成电场的大小随时间作周期性变化,但方向不变,
34
始终在一条直线上,合成为线极化波,如图所示。
1
2、圆极化波的合成
()式和()式中当位相相差时
12,,
两式平方相加可得
(5)
合成电场的方向:
2
(6)
可以看出,合成电场的大小不变,但方向随时间变化。合成电场矢量的末端在一
圆上以角速度旋转,这是圆极化波,如图所示。2
设电磁波沿轴传播,当较滞后时,合成电场矢量沿逆时针方
向旋转,是右旋圆极化波;当较超前时,合成电场矢量沿顺时针
方向旋转,是左旋圆极化波。
这是椭圆极化波。若和位相相差不是,而是任一角度,可以证
明合成电场仍然是椭圆极化波,但椭圆的长轴和短轴不与坐标轴重合,如图()
3b
所示,
3
椭圆极化波也可按前面所诉的方法分为右旋极化波和左旋极化波。
四、实验装置介绍
实验装置如图4所示
Pr1是垂直金属丝栅,反射垂直极化波(滤除水平极化波);
P
r2是水平金属丝栅,反射水平极化波(滤除垂直极化波)。
Pr0EE//
把发射天线转动一个角度,可同时产生和两个同频率的入射波:
EEsina
1
4
EEa
cos
//1
EP
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