工程电磁场实验讲义最新 - 图文(4)

2019-03-03 22:38

们相位相位差为90°,即△φ=±90°,幅度相等,合成场波为右旋或左旋圆极化波;若它们相位差为0〈△φ〈±90°,幅度相等(或幅度不等),合成场波为右旋或左旋椭圆极化波。

DH30003型栅网组件是由两个栅条方向相差90°的栅网组成。栅网(见图2)是在一金属框架上绕有一排互相平行的金属丝,以反射平行金属丝的电场,DH30003型栅网组件与DH926B型微波分光仪组合使用可获得圆极化波。

图2 DH30003型栅网组件

图3栅网实现波极化的原理图

图3所示,Pr1为垂直栅网,Pr2为水平栅网,当辐射喇叭Pr0转角45°后,

辐射波的场分为E∥与E⊥两个分量,Pr1则反射E⊥分量,而 E∥分量透过垂直栅网被吸收;Pr2则反射E∥分量,而 E⊥分量透过水平栅网被吸收。这是转动接收喇叭Pr3,当Pr3喇叭E面与垂直栅网平行时收到E⊥波。经几次调整辐射喇叭Pr0的转角使Pr3接收到的|E∥|=|E⊥|,实现了圆极化的幅度相等要求。然后接收喇叭Pr3在E⊥与E∥之间转动,将出现任意转角下的|Eα|≤|E∥|(或|E⊥|)。这时改变Pr2水平栅网位置,使Pr3接收的波具有|Eα|=|E∥|=|E⊥|,从而实现了E∥与E⊥两个波的相位差为±90°,得到圆极化波。

由于测试条件所限,|Eα|与|E∥|、|E⊥|不可能完全相等,Pr3转角0°~360°时,总会出现检波电压的波动,这时虽有Emin/Emax∝

Vmin/Vmax≥0.93,即椭圆度为0.93。可以认为基本上实现了圆极化波的要求。 2)系统构建

如图4,使DH926B型微波分光仪两喇叭口面互成90°,半透射板与两喇叭轴线互成45°,将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上相应的旋孔,使其固定在底座上。

图4栅网实验系统构建图

4)实验操作

首先,调整测试设备的Pr0的转角d,使Pr3分别接收的E1r?和E2r幅度相等,这时d?50,同时Pr0Pr1Pr2Pr3的口面垂线彼此相垂直。其次改变Pr2,使Pr3处于

0~360任何转角时,其接收的场幅度不变,找到l0处,可获得圆极化波。

3、圆极化波左旋/右旋

1)装置简介

电磁波极化天线是由方圆波导转换、介质圆波导和圆锥喇叭连接而成。 介质圆波导可做360o旋转,并有刻度指示转动的角度,当TE10波经方圆波导转换到圆波导口面时则过渡为TE11波,并在介质圆波导内分成两个分量的波,即垂直介质片平面的一个分量和平行介质面的一个分量。适当调整介质圆波导(亦可转动介质片)的角度使两个分量的幅度相等时则可得到圆极化波。

当圆极化波辐射装置方圆波导(如图5)使TE10的EY波过渡到TE11成为ER

波后,在装有介质片的圆波导段内分成Et和En两个分量的波,因Et和En的速度不同,即Vc = Vn > Vt =VC/ ?r,当介质片的长度L取得合适时,使En波的

相位超前Et波的相位90?,这就实现了圆极化波相位条件的要求;为使En与Et的幅度相等,可使介质片的n方向跟Y轴之间夹角为α=?45?,若介质片的损耗略去不计,则有Etm=Enm=1/

实现了圆极化波幅度相等条件的要求(有2Erm ,

?时需稍偏离45?以实现幅度相位的要求)。

为了确定圆极化波右旋、左旋的特性把n转到Y方向符合右手螺旋规则的波,定为右旋圆极化波;把n转到Y方向符合左手螺旋规则的波,定为左旋圆极化波。

????

图5圆极化波辐射(或接收)装置

2)系统构建

系统构建时,如图6所示,将DH926B型微波分光仪发射端喇叭换成DH30002型电磁波极化天线,即如图7所示的圆锥喇叭,并使圆锥喇叭连接方式同原矩形发射喇叭连接(圆锥喇叭的方圆波导转换仍连接微波分光仪的衰减器

和DH1121B型三厘米固态信号源的振荡器); DH926B型微波分光仪的接收喇叭(矩形喇叭)口面应与DH30002型电磁波极化天线(圆锥喇叭)口面互相正对,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90刻度或0-180刻度处。

图6圆极化波左旋/右旋实验

图7 DH30002型电磁波极化天线

3)实验操作

将辐射喇叭(圆锥喇叭)旋转45°,其内部介质片也随之旋转,内部介质片应与喇叭垂直轴线成45°,此时,理论上实现了圆极化波幅度相等条件的要求。察看表头指示,同时,旋转DH926B型微波分光仪的接收喇叭(矩形喇叭),如果表头指示在微波分光仪的接收喇叭旋转到任一角度时基本接近,就实现了用


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