内蒙古工业大学信息工程学院
实验报告
课程名称：电磁场与电磁波实验名称：反射实验和极化波的产生
与检测实验类型：验证性■综合性□设计性□实验室名称：电磁场与电磁波实
验室班级：电子10-1班学号：201010203008 姓名：苏宝组别：
同组人：成绩：实验日期： 2013年5月21 电磁场与电磁波实验
实验一：反射实验
实验目的
熟悉dh926ad型数据采集仪、dh926b型微波分光仪的使用方法掌握分光仪验证电磁波
反射定律的方法
实验设备与仪器
dh926ad型数据采集仪 dh926b型微波分光仪
dh1121b型三厘米固态信号源金属板
实验原理
电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍
物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和
通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
如图所示，平行极化的均匀平面波以角度? 入射到良介质表面时，入射波、反射波和折
射波可用下列式子表示为
平行极化波的斜入射示意图
实验内容与步骤
系统构建时，如图1，开启dh1121b型三厘米固态信号源。dh926b型微波分光仪的两喇
叭口面应互相正对，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0-180刻度处。将支座放在工作平台上，并利用平台上的定位销和刻线对正支座，拉
起平台上四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。反射全属板放到支座上时，应
使金属板平面与支座下面的小圆盘上的90-90这对刻线一致，这时小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。
将dh926ad型数据采集仪提供的usb电缆线的两端根据具体尺寸分别连接
图1 反射实验
到数据采集仪的usb口和计算机的usb口，此时，dh926ad型数据采集仪的usb指示灯
亮（蓝色），表示已连接好。然后打开dh926ad型数据采集仪的电源开关，电源指示灯亮（红
色），将数据采集仪的通道电缆线两端分别连接到dh926b型微波分光仪分度转台底部的光栅
通道插座和数据采集仪的相应通道口上（本实验应用软件默认为通道1）。最后，察看dh1121b
型三厘米固态信号源的“等幅”和“方波”档的设置，将dh926ad型数据采集仪的“等幅/
方波”设置按钮等同于dh1121b型三厘米固态信号源的设置。
转动微波分光仪的小平台，使固定臂指针指在某一刻度处，这刻度数就是入射角度数，
然后转动活动臂在dh926ad型数据采集仪的表头上找到一最大指示，此时微波分光仪的活动
臂上的指针所指的刻度就是反射角度数。如果此时表头指示太大或太小，应调整微波分光仪
微波系统中的可变衰减器或晶体检波器，使表头指示接近满量程做此项实验。入射角最好取
30°至65°之间，因为入射角太大或太小接收喇叭有可能直接接收入射波。做这项实验时应
注意系统的调整和周围环境的影响。
采集过程中，dh926ad型数据采集仪的usb指示灯连续闪动（蓝色），表示采集过程正在
继续。应用软件屏幕上的信号灯颜色也随着实验的继续进行红色、绿色切换。您需要顺时针
匀速转动dh926b型微波分光仪的活动臂，随着活动臂的移动，采集点数依次增加，当您停止
移动活动臂，绘图框会保持原来的状态直到您再次开始移动活动臂。这个过程中，您便可在
绘图框中实时观察到信号变化（如图10）。当采集过程中的已采集的脉冲变化等于您在进入
采集过程界面之前设定的采集点数时，屏幕上会出现“此次采集完毕”的采集结束
实验结果及分析
记录实验测得数据，验证电磁波的反射定律
入射角50，反射角50，参数129。129可能是参考相位不同
入射角60，反射角60，参数61.
匀速转动dh926bd的转盘
入射角50，匀速转动晶体检波器臂，反射角50，参数60篇二：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
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
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。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
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，但是更
需要的是调试的技巧，我们两个人协作，一个人调整，一个人监督数据的变化，细微地调整，
终于功夫不负有心人调了出来。另外，实验前面的数据对后面实验结果影响较大，所以，在
实验开始的时候需要特别认真。
由于本实验是在调节出圆极化波的基础上来调节出线极化波的，所以对圆极化波的调节
有比较高的要求。实际测量中发射喇叭的角度α并不等于45度，根据装置的差异会有一定的
微调，大致在50度左右。在调节圆极化波的过程中，要将介质板角度、发射喇叭偏转角度和
移动平台的调整调节结合起来。这样才能得到较为理想的圆极化波。另外在测量的过程中要
注意对其他组别的实验装置的电磁波的屏蔽，否则会产生较大的误差。篇三：北邮电磁场与
微波测量实验报告实验五极化实验
北邮电磁场与微波测量实验报告
实验五极化实验
学院：电子工程学院班号：2011211204 组员：执笔人：学号：2011210986
一、实验目的
1．培养综合性设计电磁波实验方案的能力 2．验证电磁波的马吕斯定理
二、实验设备
s426型分光仪
三、实验原理
平面电磁波是横波，它的电场强度矢量e和波长的传播方向垂直。如果e在垂直于传播
方向的平面内沿着一条固定的直线变化，这样的横电磁波叫线极化波。在光学中也叫偏振波。
偏振波电磁场沿某一方向的能量有一定关系。这就是光学中的马吕斯定律：
i?i0cos2?
式中i为偏振波的强度，?为i与i0间的夹角。
dh926b型分光仪两喇叭口面互相平行，并与地面垂直，其轴线在一条直线上，由于接收
喇叭是和一段旋转短波导连在一起的；在该轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，所以
接收喇叭的转角可以从此处读到。
四、实验步骤
1．设计利用s426型分光仪验证电磁波马吕斯定律的方案；
根据实验原理，可得设计方案：将s426型分光仪两喇叭口面互相平行，并与地面垂直，
其轴线在一条直线上，由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的；在该轴承环的90度范
围内，每隔5度有一刻度，接收喇叭课程从此处读取?（以10度为步长），继而进行验证。
2．根据设计的方案，布置仪器，验证电磁波的马吕斯定律。
实验仪器布置
通过调节，使a1取一较大值，方便实验进行。然后，再利用前面推导出的?，将仪器按
下图布置。
a1
五、实验数据
1、数据分析：
由数据可看出，实验值跟理论值是接近的，相对误差基本都很小，在误差允许范围内，
所以可以认为马吕斯定律得到了验证。 2、误差分析：
实验中可能存在仪器仪表误差，人为误差以及各组互相影响造成的误差等。但是角度比
较大的时候，相对误差都比较小，也比较精准。角度比较小的时候，由于理论值较小，相对
误差会大一点，但是从整体趋势来看，结果也是合理的。所以不影响我们对马吕斯定律进行
验证。
六、思考题
1、垂直极化波是否能够发生折射？为什么？给出推导过程。答：不能。
垂直极化波入射在两种媒质的分界面上，反射系数
和折射系数
分别为：
对于一般媒质
??2，可以证明，垂直极化波无论是从光疏媒，?1?
质射入光密媒质，还是从光密媒质射入光疏媒质，总有
，
，所以不可能发生全反射。沿任意方向极化的平面电磁波，以?1??p入
射到两种媒质的分界面上时反射波中只有垂直极化波分量，利用这种方法可以产生垂直
极化波。
2、本实验，水平极化和垂直极化可以调节吗?平行极化波如何调节出来，自行设计实验
方案,如何验证全折射的原理？
答：可以调节。如果喇叭天线窄边平行于地面，则称水平极化，如果喇叭天线宽边垂直
于地面，则称垂直极化。
验证电磁波全折射原理的实验方案：
首先根据以下推导，求出?。（相关系数可查书）极化波反射系数
七、实验总结
这次实验主要是使用s426型分光仪根据线极化波的相关概念验证电磁波的马吕斯定律。
此次实验较为简单，数据也较少，很容易记录。由于是第二次实验，我们对s426型分光
仪也已经比较熟悉了，所以只要明白实验原理还是很容易操作的。这时也可以显示出课前预
习的重要性，可以使实验时事半功倍。篇四：极化曲线实验报告
腐蚀金属电极稳态极化曲线测量和数据处理
一、实验目的：
1、掌握恒电位测定极化曲线的原理和方法
2、巩固金属极化理论，确定金属实施阳极保护的可能性。初步了解阳极保护参数及其确
定方法。
3、了解恒电位仪器及相关电化学仪器的使用。
4、测定铁在酸性介质中的极化曲线，求算自腐蚀电位、自腐蚀电流、掌握线性扫描伏
安法和tafel方法测定极化曲线。
实验原理
铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生h2，即： fe + 2h+ = fe2+ + h2 (a) fe／hcl体系是-个二重电极，即在fe／h+界面上同时进行两个电极反应： fefe2+
+ 2e (b)
2h+ + 2eh2 (c) 反应(b)、(c)称为共轭反应。正是由于反应(c)存在，反应(b)才能
不断进行，这就是铁在酸性介质中腐蚀的主要原因。
当电极不与外电路接通时，其净电流i总为零。在稳定状态下，铁溶解的阳极电流i(fe)
和h＋还原出h2的阴极电流i(h)，它们在数值上相等但符号相反，即：
(1)
ife的大小反映fe在h+中的溶解速率，而维持i(fe)，i(h)相等时的电势称为fe／h+
体系的自腐蚀电势εcor。
图12－1 fe的极化曲线
图12－1是fe在h+中的阳极极化和阴极极化曲线图。当对电极进行阳极极化(即加更大
正电势)时，反应(c)被抑制，反应(b)加快。此时，电化学过程以fe的溶解为主要倾向。通
过测定对应的极化电势和极化电流，就可得到fe／h+体系的阳极极化曲线rba。。由于反应(c)
是由迁越步骤所控制，所以符合塔菲尔(tafel)半对数关系，即：
(2)
直线的斜率为bfe。
当对电极进行阴极极化，即加更负的电势时，反应(b)被抑制，电化学过程以反应(c)为
主要倾向。同理，可获得阴极极化曲线rdc。由于h＋在fe电极上还原出h2的过程也是由迁
越步骤所控制，故阴极极化曲线也符合塔菲尔关系，即：
(3)
当把阳极极化曲线abr的直线部分ab和阴极极化曲线cdr的直线部分cd外延，理论上
应交于一点(z)，z点的纵坐标就是，腐蚀电流icor的对数，而z点的横坐标则表示自腐蚀
电势εcor的大小。
恒电势方法和恒电流方法的简单线路如图12-3所示：
(a)恒电势法 (b)恒电流法图12－3 恒电势和恒电流测量原理
ba--低压稳压电源；bb--稳压电源; ra--低电阻; rb--高电阻 a--精密电流表 v--高阻
抗毫伏计； l--鲁金毛细管；w--工作电极；c--辅助电极； r --参考电极；
三、仪器药品
仪器:电化学分析仪，电解池、辅助电极．铂电极、带盐桥的饱和甘汞电极、工作电极碳
钢
药品：粒度为400、600号砂纸。
实验溶液：（1）1mol/l的hcl溶液，中性水溶液；蒸馏水;
四、实验步骤
1．仪器装置及电极处理
采用三室电解池。辅助电极室和工作电极室之间采用玻璃砂隔板。工作电极为铁电极，
与铂电极相对，工作电极的结构见5所示。工作电极先后用400/600粒度的砂纸抛光，水冲
洗干净，将电极固定在电极杆上，擦拭干净后待用。
图12－4 恒电势法测定极化曲线装置图图12－5 工作电极 1. 饱和甘汞电极；2. fe
工作电极 3. 铂片辅助电极；4&5. 玻璃沙隔板 2. 线性扫描伏安法测量铁的极化曲线在工作站中选择线性扫描伏安法(linear sweep voltammetry)，设置电位范围为－
0.5v ～＋0.8v ，扫描速率为3mv/s，，可由仪器自动获得整个的极化曲线。所采用的扫描
速率（即电势变化的速率）需要根据研究体系的性质选定。一般来讲，电极表面建立稳态的
速率越慢，扫描速率就应越慢。按顺序依次测定第（1）、（2）组溶液体系下的极化曲线。
测完之后，应使仪器复原，清洗电极，记录室温。
五、数据处理
1. 由origin画图，由二条切线的交点z求εco、icor、jcor (ma／cm2)。并分别求出
斜率bh和bfe。
注：自腐蚀电流密度jcor与自腐蚀速率的换算关系如下
，
式中u为腐蚀速率（g/m2·h），jcor为自腐蚀电流密度，m为金属的摩尔质量（g/mol），
n为金属的原子价
2. 由极化曲线求钝化电势εp、钝化电流ip和钝化电流密度ip。
-1
-2
logi
-3-4-5
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
potential/v a-b
linear regression for data1_b: y = a + b * x parameter value error
------------------------------------------------------------ a b -4.72304 -- -4.01949 --
[c-d
linear regression for data1_b: y = a + b * x parameter value error
------------------------------------------------------------ a b 0.21759 -- 6.30474 --
------------------------------------------------------------ r sd n p
------------------------------------------------------------ -1 0 2 <0.0001
------------------------------------------------------------ 交点（-0.476708464，-2.80900673）
缓蚀剂浓度(mg/l) 腐蚀电流icorr (a/cm2) 塔菲尔斜率ba (v) 塔菲尔斜率bc (v) 自然电位eocp (v) ------------------------------------------------------------ r sd n p
------------------------------------------------------------ 1 0 2 <0.0001
------------------------------------------------------------ 1mol/l 缓蚀
率
0.001552362
6.30474 -4.01949 -0.508篇五：电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验
学号
08020804 2008301914 夏益锋
反射实验
2008301918 张筠鹏
2008301919 赵伟
第一章反射实验
? 实验原理
当微波遇到金属板时将会发生全反射，本实验就是以一块金属板作为障碍物，来研究当
微波以某一入射角投射到金属板时，所遵守的反射定律。
? 实验报告
? 1．仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对
的水平
极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。
2．人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差
3．周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大
小。 4．由于误差较小，在允许范围内。
第二章衍射实验
? 实验原理：
当一束平面波垂直入射到一个狭缝，狭缝的宽度和波长可以比拟时，它就会发生衍射现
象。
极小值：
a?sin??n??
极大值：a?sin ??(2n?1)?
?
2
ф—i曲线图（标注极大值点）
? 实验分析
理论上，电流最小值点出现在27.2度处，最大值点点出现在43.3度处。实际由图可看
出，最大值在46度左右，最小值在28左右，存在一定误差。引起误差的原因有：仪器误差，
操作误差，周围电磁波影响误差等，不过误差在允许范围内。
第三章干涉实验
? 实验原理
当平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每条狭缝就变成了一个次级波的波源。
由两缝发出的次级波产生相干波，因此在金属板的背面空间中，将会发生干涉现象。
b
ф—i曲线图（标注极大值点）
? 实验分析
左边的极大值点：ф约为12度，（b+a）*sinф=35，约为一倍波长。右边的极大值点，
ф约为24度，（b+a）*sinф=69，约为两倍波长。说明两干涉波波峰在这两点叠加，分别相
差一倍波长和两倍波长。误差分析
1．仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水
平极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2．人
为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差
3．周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。
由于误差较小，在允许范围
第四章迈克尔逊干涉实验
? 实验原理：
当接收喇叭接收到两束同频率，且振动方向一致的两个波，如果两个波相位差为2π的
整数倍时，则干涉加强，相位差为π的奇数倍时，则干涉减弱。当产生两个相邻最弱或最强
信号时金属板所移动距离为：
l?
?
2 ? 实验报告
取n=4，找出5个极小值点，计算波长λ
波长λ=32.665mm ? 误差分析
1．仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水
平极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2．人
为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差
3．周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。
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 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 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
喷管流动特性与管道截面变化规律的关系 摘要：针对管内流动规律的一般应用中存在的问题，着重讨论了喷管内工质流动特性与管道截面变化规律的关系，从而更准确更完整地反映了喷管内工质流动规律。 关键词：喷管；流动特性；变化规律 通常在研究喷管内工质流动特性时，只着重于对喷管外形的确定，所以总是以状态参数变化为前提，去探讨工质流动截面(即管道截面)的相应变化。这时由可逆绝热流动的基本方程组，即连续性方程、能量方程和过程方程，整理出如下两个关系式： 很明显，式(1)、(2)反映了工质流速c、压力P、截面A之间的变化关系。从数学角度而言，这几个量是可以互为变化前提的。但对具体的管内流动来说，究竟谁是其中的决定性因素，从而控制着(导致)其它两个量的相应变化，这自然是一个非常重要的问题。但这一问题在很多文献［１～3］中并无明确地阐述。 显然，要揭示清楚喷管内工质的流动规律，必须揭示清楚上式中各个量的决定与被决定关系，不然问题的实质就不会充分地显现出来，所得结论也是不完整的，也就无法满足实际应用的需要。特别是个别文献还错误地强调了这种关系，从而让人产生各种疑惑甚至是误解。这也是许多人在学习了喷管内流动特性之后，对一些管内流动现象还仍然解释不清，甚至出现概念上的错误的根本原因。 1对喷管内流动特性与管道截面变化规律关系的分析 任何一种流动都是在一定的外部条件作用下产生的。随流动条件的不同，管内流动现象才是多种多样的。就喷管流动而言，其流动条件应包括如下两个方面：(一)力学条件：即喷管前后的压差；(二)几何条件：即喷管长度L和喷管流动方向(设为x方向)的截面变化规律A=f(x)。 工质降压升速、升压减速等流动特性，即工质压力P、比容v、流速c包括流动截面A的相互变化关系，应属流体自身属性，这种属性不会自发地表现出来，它是从属于流动的外部条件而存在的。这里的力学条件是工质流动和膨胀的动力，几何条件是工质连续降压增速的保证。在流动产生前和流动过程中，其力学条件和几何条件都是客观的，两者共同确定了相应的流动特性，缺一不可。比如，即使在力学条件完全具备的情况下，若没有几何条件的保证，流体降压升速等属性也不会自发地表现出来。对此还可以用一个简单的例子来加以说明：设流动的 力学条件为初压P １与背压Ｐ b ，在流动产生之前，只有P １ 、P b 是客观存在的，P １ 与P b 之间的其它压力以及其它参数都不是客观的。只有在流动产生之后才在各
电磁场与电磁波实验报告
实验一电磁场参量的测量 实验目的 1、在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性互相垂直。 2、熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长，并确定电磁波 的相位常数和波速 实验原理 两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间内电磁波波长的值，再由2，f 得到电磁波的主要参量：和等。 本实验采取了如下的实验装置 设入射波为E i E）e j，当入射波以入射角!向介质板斜投射时，则在 分界面上产生反射波E r和折射波E t。设介质板的反射系数为R,由空气进入 介质板的折射系数为T o，由介质板进入空气的折射系数为T c，另外，可动板 P r2和固定板P r1都是金属板，其电场反射系数都为-1。在一次近似的条件下,
接收喇叭处的相干波分别为E M RT o T c E oi e j 1，RT o T c E^e j 2 这里 1 2L ri L r3 L ri ；2 2L「2 L“2L M 2 L L r3 L2；其中L L2 L i|。 又因为为定值，L2则随可动板位移而变化。当P r2移动L值，使P r3有零 指示输出时，必有E M与E r2反相。故可采用改变P r2的位置，使尺3输出最大或零指示重复出现。从而测出电磁波的波长和相位常数。下面用数学式 来表达测定波长的关系式。 在P r3处的相干波合成为E r E M E「2 e j 1 e j2 j 1 2 / 或写成E r2RT0T c E0i cos 2 e 2（1-2） 式中 1 2 2 L 为了测量准确，一般采用P3零指示法，即cos 20 或（2n 1），n=0,1,2…… 这里n表示相干波合成驻波场的波节点（E r 0 ）数。同时，除n=0以外的n值，又表示相干波合成驻波的半波长数。故把n=0时E r 0驻波节点为参考节点的位置L。 2 又因 2 — L （1-3） 2 故2n 1 2 — L 或 4 L （2 n 1）（1-4）由（1-4）式可知，只要确定驻波节点位置及波节数，就可以确定波长的值。当n=0的节点处L。作为第一个波节点，对其他N值则有： n=1, 4 L 4L1 L0 2 ,对应第二个波节点，或第一个半波长数。
第1节 电_磁_振_荡 对应学生用书 P37 电 磁 振 荡 [自读教材·抓基础] 1．振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流。 (2)振荡电路：产生振荡电流的电路。 (3)LC 振荡电路：由线圈L 和电容器C 组成的电路，是最简单的振荡电路。 2．电磁振荡的过程 (1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷逐渐减小，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。 (2)充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持原来的方向逐渐减小，电容器将进行反向充电，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能。 此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。 3．电磁振荡的分类 (1)无阻尼振荡： 1.振荡电流是大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流。能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，最简单的振荡电路是LC 振荡电路。 2．电容器放电过程中，极板上电量减少，电流增大，电场能逐渐转化为磁场能；电容器充电过程中，极板上电量增多，电流减小，磁场能逐渐转化为电场能。这种电场能和磁场能周期性相互转化的现象叫电磁振荡。 3．LC 振荡电路的振荡周期T ＝2πLC ，振荡频率f ＝1 2πLC 。
在LC 振荡电路中，如果能够及时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡。 (2)阻尼振荡： 在LC 振荡电路中，由于电路有电阻，电路中有一部分能量会转化为内能，另外还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去，使得振荡的能量减小。 [跟随名师·解疑难] 1．各物理量变化情况一览表： 工作过程 q E i B 能量转化 0→T 4 放电 q m →0 E m →0 0→i m 0→B m E 电→E 磁 T 4→T 2 充电 0→q m 0→E m i m →0 B m →0 E 磁→E 电 T 2 →3T 4 放电 q m →0 E m →0 0→i m 0→B m E 电→E 磁 3T 4→T 充电 0→q m 0→E m i m →0 B m →0 E 磁→E 电 2．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像： (a)以逆时针方向电流为正 (b)图中q 为上极板的电荷量 图3－1－1 3．变化规律及对应关系： (1)同步同变关系：
减压器特性实验 1 实验目的 （1）深入了解减压器工作原理及其工作特性。 （2）研究减压器的静态特性，掌握测定减压器静态特性的方法，掌握减压器静态特性的一般规律。 （3）了解减压器的过渡过程压力曲线测定方法，增加对减压器动态特性的感性认识。 2 实验背景 2.1减压器的应用 减压器不仅广泛应用于油、气工业、化工行业、能源工业、基础设施建设等行业，在航空航天领域也发挥着重要作用。在航天行业中，减压器可应用于地面设备(包括地面试验设备)、导弹/运载火箭和卫星航天器。具体而言，减压器可用于： （1）地面试验吹除系统。受系统工作压力的限制，此类减压器出口压力较低，精度要求也不是很高，但质量流量大，要求有较好的启动稳定性。 （2）地面试验或弹箭体供气系统。对于使用气体推进剂的地面发动机试验系统或弹箭体而言，其供气系统中都必须使用到减压器，以保证稳定的压力和流量供应，对减压器的精度!动态特性要求较高。 （3）地面试验或弹箭体液体推进剂输运系统。减压器为推进剂储箱提供恒定的压力，进而为发动机提供需要的推进剂，其出口压力影响到发动机的工作状态，直接关系到整个系统推进剂供应的准确性与安全性，是影响整个发动机推力稳定性的一个重要因素，因此对减压器精度要求较高。 （4）航天器的姿态和轨道控制。在卫星、探空火箭、宇航控制系统、空间站对接操纵系统中以及弹体姿态控制系统中的的冷气推进系统中，减压器出口的气体直接送至喷管进行姿态或轨道控制，具有开启次数频繁，流量变化大的特点，对动态特性、工作范围、控制精度、可靠性和寿命都有较高的要求。 （5）提供基准压力或控制其它调节器。利用减压器出口压力稳定的特点，
实验一：静电场的分析与求解 1.求二维标量场u（r）=y^2-x的梯度 [x,y]=meshgrid(-2:.2:2,-2:.2:2); z=y.^2-x; [px,py]=gradient(z,.2,.2); contour(z) hold on quiver(px,py) hold off title('等值线与梯度'); 2.2个等量同号点电荷组成的点电荷系的电势分布图clear v='1./((x-3).^2+y.^2).^0.5+1./((x+3).^2+y.^2).^0.5'; xmax=10; ymax=10; ngrid=30; xplot=linspace(-xmax,xmax,ngrid); [x,y]=meshgrid(xplot); vplot=eval(v); [explot,eyplot]=gradient(-vplot); clf; subplot(1,2,1),meshc(vplot); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('电位');
subplot(1,2,2),axis([-xmax xmax -ymax ymax]); cs=contour(x,y,vplot); clabel(cs); hold on quiver(x,y,explot,eyplot) xlabel('x'); ylabel('y'); hold off 3.电偶极子的场（等位线和梯度） clear; clf; q=2e-6; k=9e9; a=1.5; b=-1.5; x=-6:0.6:6; y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y); rp=sqrt((X-a).^2+(Y-b).^2); rm=sqrt((X+a).^2+(Y+b).^2); V=q*k*(1./rp-1./rm); [Ex,Ey]=gradient(-V); AE=sqrt(Ex.^2+Ey.^2); Ex=Ex./AE; Ey=Ey./AE; cv=linspace(min(min(V)),max(max(V)),49);
1 电磁波基础知识 1.1电磁场基本定义 交变电磁场的性质 在某空间内，任何电荷由于它本身的存在，受有一种与电荷成比例的力，则这空间内所存在的物质，也就是给电荷以作用力的物质称为电场。如果电场的存在是由于电荷的存在，则这种电场是符合库仑定律的，称为库仑电场。静止电荷周围所存在的电场，则称为静电场，它是库仑电场的一种特殊情形。运动电荷受到作用力的空间称为有磁场存在的空间。而且将这种了称为磁力。 此外，一个变动的磁场产生一个电场，此电场不但存在于变动磁场的范围里，并且还存在于邻近的范围里。同样，一个变动的电场在发生变动的范围和变动附近的范围里产生一磁场。 可见，不仅电荷可以产生电场，变化的磁场也能产生电场，不仅传导电流可以产生磁场，变化的电场（位移电流）也能产生磁场。 电磁波的性质 在空间的一定范围里无论是电或磁的情况有了一个扰动，那么这个扰动就不能被限制在该范围之内。在该范围里变动的场也在它附近的范围里产生场，这些场又在更外围的空间产生场，于是能量便被传播开来。当这种现象连续进行时，即有一含有电磁能量的波向外传播电磁波。 电磁发射：从源向外发射电磁能的现象。 电磁环境：存在于给定场所（空间）的所有电磁现象（包括全部时间和全部频谱）的总和。 电磁兼容：设备或系统在其中电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事务构成不能承受的电磁骚扰的能力。 电磁干扰：电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 近场和远场： 我们知道，静电场、静磁场等静态场中是没有近场和远场之分，有场源就有场。静电荷周围的静电场，是随着与场源距离的增大而成平方反比的关系衰减的；而恒定电流产生的静磁场，则随着与场源距离的增大而成立方反比的关系衰减。当电磁场由静态场过渡到时变场时，电荷、电流周围依然存在电磁场，称为感应场或近场；此外，还出现一种新的电磁场成分，称为辐射场或远场，它是脱离电荷、电流并以电磁波的形式向外传播的电磁场。它一旦从电荷、电流等场源辐射出去，就按自身的规律运动，与场源后来的状态没有关系。感应场或近场是随着与场源距离的增大而成平方反比关系衰减的，而辐射场或远场仅与距离成反比关系衰减。 由于近场离场源较近，其场强要比远场大得多。随着离天线距离的增加，电场强度和磁场强度迅速减少。所以，近场的空间不均匀度较大，是一个复杂的非均匀场。场中包括储存的能量和辐射的能量，有驻波也有行波，等相位面很不规则，电磁波极化不易确定，场强变化梯度大等。 无论场源是电场源还是磁场源，当离场源距离大于λ/2π以后就变成了远场，这里λ为波长。这时电场和磁场方向垂直并且都和传播方向垂直成为平面电磁波。电场和磁场的比值为固定值，即波阻抗为120π，等于377欧姆。 由于远场距离场源远，场强一般较弱。由于电场和磁场随场源的距离成反比衰减，所以比近场的衰减慢的多，因此空间变化梯度小，比较均匀。 总之，近场的电场和磁场之间存在π/2的相位差，由它们构成的平均坡印亭矢量为零，大部分能量在电场和磁场之间，以及场和源之间交换而不辐射，很小一部分能量向外辐射，并在λ/2π距离以
实验十 渐缩(缩放)喷管内压力分布和流量测定 一、实验目的 1．验证并加深对喷管中的气流基本规律的理解，树立临界压力，临界流速，最大流量等喷管临界参数的概念，把理性认识和感性认识结合起来。 2．对喷管中气流的实际复杂过程有概略的了解。 3．通过渐缩喷管气流特性的观测，要明确：在渐缩喷管中压力不可能低于临界压力，流速不可能高于音速，流量仍不能大于最大流量。 4．根据实验条件，计算喷管（最大）流量的理论值，并与实侧值进行对比。 二、实验设备 本设备由2x 型真空泵，PG －Ⅲ型喷管（见图10-1）和计算机（控制与显示设备）构成。由于真空泵的抽吸，空气自吸气口2进入进气管1，流过孔板流量计3，流量的大小可以从U 型管压差计4读出。喷管5用有机玻璃制成，有渐缩、缩放两种型式（见图10-2、10-3），可根据实验要求，松开夹持法兰上的螺丝，向右推开进气管的三轮支架6，更换所需的喷管。喷管各截面上的压力是由插在其中，外径0.2mm 的测压探针连至可移动真空表8测得，探针的顶封死，中段开有测压小孔，摇动手轮——螺杆机构9，即可移动探针，从而改变测压小孔在喷管中的位置，实现对喷管不同截面的压力测量。在喷管的排气管上装有背压真空表10，排气管的下方为真空罐12，起稳定背压的作用，背压的高低用调节阀11调节。罐前的调节阀用作急速调节，罐后的调节阀作缓慢调节，为减少震动，真空罐与真空泵之间用软管13连接。 在实验中必须观测四个变量：（1）测压孔所在截面至喷管进口的距离x ；（2）气流在该截面上压力P ；（3）背压P b ；（4）流量m 。这些变量除可分别用位移指针的位置、移动真空表，背压真空表及 U 形管压差计的读数来显示读出外，还可分别用位移电位器、负压传感器、压差传感器把它们转换为电信号，由计算机显示并绘出实验曲线。位移电位器将在螺杆之旁，它实际上是一只滑杆变阻器。负压传感器和压差传感器分别装在真空表和U 形管压差计附近，其内部结构为一直流电桥，压力和压差改变时将改变电桥中两臂的电阻，从而获得电桥的不平衡电压输出。为了使这些传感器可靠而稳定地工作，都由直流稳压电源供电。 三、实验原理 1．喷管中气流的基本规律 气流在喷管中稳定流动后，喷管任何截面上的质量流量m 均相等，有连续性方程： M= 2 2 21 1 1C A C A AC υυυ = = =定值，[kg/s] （10-1） 式中：A —— 截面积[m 2] C —— 气体流速[m/ s] υ —— 气体比容[m 3/kg] 下标1—— 喷管进口 下标2——喷管出口 气体在喷管中作绝热膨胀，C 1＜C 2，工质为理想流体时，喷管的理论流量可按下式计算： ])()[(121 1 22 12112 2 2 2k k k p p p p p k k A C A m +-?-== υυ （10-2） 式中： k —— 绝热指数，对于空气k=1.4 P 1 —— 喷管进口压力（初压） [N/ m 2] P 2 —— 喷管出口压力 [N/ m 2] 喷管中气体状态参数P 、υ和流动参数C 的变化规律和流通截面积A 的变化以及喷管
重庆大学 电磁场与电磁波课程实践报告 题目：点电荷电场模拟实验 日期：2013 年12 月7 日 N=28
《电磁场与电磁波》课程实践 点电荷电场模拟实验 1.实验背景 电磁场与电磁波课程内容理论性强，概念抽象，较难理解。在电磁场教学中，各种点电荷的电场线成平面分布，等势面通常用等势线来表示。MATLAB 是一种广泛应用于工程、科研等计算和数值分析领域的高级计算机语言，以矩阵作为数据操作的基本单位，提供十分丰富的数值计算函数、符号计算功能和强大的绘图能力。为了更好地理解电场强度的概念，更直观更形象地理解电力线和等势线的物理意义，本实验将应用MATLAB 对点电荷的电场线和等势线进行模拟实验。 2.实验目的 应用MATLAB 模拟点电荷的电场线和等势线 3.实验原理 根据电磁场理论，若电荷在空间激发的电势分布为V ，则电场强度等于电势梯度的负值，即： E V =-? 真空中若以无穷远为电势零点，则在两个点电荷的电场中，空间的电势分布为： 1 212010244q q V V V R R πεπε=+=+ 本实验中，为便于数值计算，电势可取为
1212 q q V R R =+ 4.实验内容 应用MATLAB 计算并绘出以下电场线和等势线，其中q 1位于(-1,0,0)，q 2位于(1,0,0)，n 为个人在班级里的序号： (1) 电偶极子的电场线和等势线（等量异号点电荷对q 2:q 1 = 1，q 2为负电荷）； (2) 两个不等量异号电荷的电场线和等势线（q 2:q 1 = 1 + n /2，q 2为负电荷）； (3) 两个等量同号电荷的电场线和等势线； (4) 两个不等量同号电荷的电场线和等势线（q 2:q 1 = 1 + n /2）； (5) 三个电荷，q 1、q 2为(1)中的电偶极子，q 3为位于(0,0,0)的单位正电荷。、 n=28 （1） 电偶极子的电场线和等势线（等量异号点电荷对q 2:q 1 = 1，q 2为负电荷）； 程序1： clear all q=1; xm=2.5; ym=2; x=linspace(-xm,xm); y=linspace(-ym,ym); [X,Y]=meshgrid(x,y); R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2); R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2); U=1./R1-q./R2; u=-4:0.5:4; figure contour(X,Y,U,u,'--'); hold on plot(-1,0,'o','MarkerSize',12); plot(1,0,'o','MarkerSize',12); [Ex,Ey]=gradient(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));
第一章 一、矢量代数 A ?B =AB cos θ A B ?= AB e AB sin θ A ?(B ?C ) = B ?(C ?A ) = C ?(A ?B ) ()()()C A C C A B C B A ?-?=?? 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元x y z =++l e e e d x y z 矢量面元=++S e e e x y z d dxdy dzdx dxdy 体积元d V = dx dy dz 单位矢量的关系?=e e e x y z ?=e e e y z x ?=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元=++l e e e z d d d dz ρ?ρρ?l 矢量面元=+e e z dS d dz d d ρρ?ρρ? 体积元dz d d dV ?ρρ= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e z z z ρ??ρ ρ? 3. 球坐标系 矢量线元d l = e r d r + e θ r d θ + e ? r sin θ d ? 矢量面元d S = e r r 2sin θ d θ d ? 体积元 ?θθd d r r dV sin 2= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e r r r θ? θ??θ 三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度 =?? A S S d Φ 0 lim ?→?=??=??A S A A S v d div v 2. 环流量与旋度 =??A l l d Γ max n rot =lim ?→???A l A e l S d S 3. 计算公式 ????= ++????A y x z A A A x y z 11()z A A A z ?ρρρρρ?????= ++????A 22111()(s i n )s i n s i n ????= ++????A r A r A A r r r r ? θ θθθθ? x y z ? ????= ???e e e A x y z x y z A A A 1z z z A A A ρ?ρ?ρρ?ρ? ?? ??= ???e e e A
电磁场与微波技术 实验报告 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
实验一线驻波比波长频率的测量 一、实验目的 1、熟练认识和了解微波测试系统的基本组成和工作原理。 2、掌握微波测试系统各组件的调整和使用方法。 3、掌握用交叉读数法测波导波长的过程。 二、实验用微波元件及设备简介 1．波导管：本实验所使用的波导管型号为BJ—100，其内腔尺寸为α＝22.86mm，b＝10．16mm。其主模频率范围为8．20～12．50GHz，截止频率为6．557GHz。2．隔离器：位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性(见图1)。隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输作用。 3．衰减器：把一片能吸收微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成(见图2)，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。 图 1 隔离器结构示意图图2 衰减其结构示意图 4．谐振式频率计（波长表）： 图3 a 谐振式频率计结构原理图一图3 b 谐振式频率计结构原理图二 1. 谐振腔腔体 1. 螺旋测微机构 2. 耦合孔 2. 可调短路活塞 3. 矩形波导 3. 圆柱谐振腔 4. 可调短路活塞 4. 耦合孔 5. 计数器 5. 矩形波导 6. 刻度 7. 刻度套筒 电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本上不影响波导中波的传输。当电磁波的频率
满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。(图3a) 或从刻度套筒直接读出输入微波的频率(图3b)。两种结构方式都是以活塞在腔体中位移距离来确定电磁波的频率的，不同的是，图3a读取刻度的方法测试精度较高，通常可做到5×10－4，价格较低。而见图3b直读频率刻度，由于在频率刻度套筒加工受到限制，频率读取精度较低，一般只能做到3×10－3左右且价格较高。 5．驻波测量线：驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。在波导的宽边中央开有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导中。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。 6．匹配负载：波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。 7．微波源：提供所需微波信号，频率范围在8．6～9．6GHz内可调，工作方式有等幅、方波、外调制等，实验时根据需要加以选择。 8．选频放大器：用于测量微弱低频信号，信号经升压、放大，选出1kHz附近的信号，经整流平滑后由输出级输出直流电平，由对数放大器展宽供给指示电路检测。 三、实验内容及过程 1.微波信号源的调整： 频率表在点频工作下，显示等幅波工作频率，在扫频工作下显示扫频工作频率，在教学下，此表黑屏。电压表显示体效应管的工作电压，常态时为12.0 0.5V，教学工作下可通过“电压调节钮”来调节。电流表显示体效应管的工作电流，正常情况小于500毫安。 2.测量线探针的调谐： 我们使用的是不调谐的探头，所以在使用中不必调谐，只是通过探头座锁紧螺钉可以将不调谐探头活动2mm。 3.用波长计测频率： (1)在测量线终端接上全匹配负载。 (2)仔细微旋波长计的千分尺，边旋边观测指示器读数。由于波长计的q值非常 高，谐振曲线非常尖锐，千分尺上0.01mm的变化都可能导致失谐与谐振两种状态之间切换，因此，一定慢慢地仔细微旋千分尺。记下指示器读数为最小时（注意：如果检流指示器出现反向指示，按下其底部的按钮，读数即可）的千分尺读数并使波长计失谐。 (3)由读得的千分尺刻度可在该波长计的波长表频率刻度对照表上读得信号源的工作频率。 4.交叉读数法测量波导波长： (1)检查系统连接的平稳，工作方式选择为方波调制，使信号源工作于最佳状态。 (2)用直读式频率计测量信号频率，并配合信号源上的频率调谐旋钮调整信号源的工作频率，使信号源的工作频率为9370MHz。
喷管特性实验 一、实验目的 1.验证喷管中气流的基本规律，加深对临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的理解。 2.比较熟练地掌握压力、压差及流量的测量方法。 3.重要概念1的理解：应明确在渐缩喷管中，其出口处的压力不可能低于临界压力，流速不可能高于音速，流量不可能大于最大流量。 4.重要概念2的理解：应明确在缩放喷管中，其出口处的压力可以低于临界压力，流速可高于音速，而流量不可能大于最大流量。 二、实验装置 整个实验装置包括实验台、真空泵（规格为1401型，排气量3200L/min）。实验台由进气管、孔板流量计、喷管、测压探针、真空表及其移动机构、调节阀、真空罐等几部分组成，如图6-4所示。 图6-4 喷管实验台 1-进气管；2-空气吸气口；3-孔板流量计；4-U形管压差计；5-喷管； 6-三轮支架； 7- 测压探针； 8-可移动真空表； 9-位移螺杆机构及位移传感器； 10-背压真空表； 11-背压用调节阀；12-真空罐；13-软管接头；14-仪表箱；15-差压传感器；16-被压传感器；17-移动压力传感器 进气管为φ57×3.5无缝钢管，内径φ50。空气从吸气口入进气管，流过孔板流量计。孔板孔径φ7，采用角接环室取压。流量的大小可从U形管压差计或微
压传感器读出。喷管用有机玻璃制成，配有渐缩喷管和缩放喷管各一只。根据实验的要求，可松开夹持法兰上的固紧螺丝，向左推开进气管的三轮支架，更换所需的喷管。喷管各截面上的压力是由插入喷管内的测压探针（外径φ1.2）连至“可移动真空表”测得，由于喷管是透明的，测压探针上的测压孔（φ0.5）在喷管内的位置可从喷管外部看出，它们的移动通过螺杆机构移动，标尺或位移传感器实现测量读数。喷管的排气管上还装有“背压真空表”，其压力大小用背压调节阀进行调节。真空罐直径φ400，起稳定压力的作用。罐的底部有排污口，供必要时排除积水和污物之用。为减小震动，真空罐与真空泵之间用软管连接。 在实验中必须测量四个变量，即测压孔在喷管内的不同截面位置X 、气流在该截面上的压力P 、背压P b 、流量m ，这些量可分别用位移指针的位置、可移动真 空表、背压真空表以及U 形管压差计的读数来显示。 实验装置特点： 1.可方便地装上渐缩喷管或缩放喷管，观察气流沿喷管各截面的压力变化。 2.可在各种不同工况下（初压不变，改变背压），观察压力曲线的变化和流量的变化，从中着重观察临界压力和最大流量现象。 3.除供定性观察外，还可作初步的定量实验。压力测量采用精密真空表，精度0.4级。流量测量采用低雷诺数锥形孔板流量计，适用的流量范围宽，可从流量接近为零到喷管的最大流量，精度优于2级。 4.采用真空泵为动力，大气为气源。具有初压初温稳定，操作安全，功耗和噪声较小，试验气流不受压缩机械的污染等优点。喷管用有机玻璃制作，形象直观。 5.采用一台真空泵，可同时带两台实验台对配给的渐缩、缩放喷管做全工况观测。因装卸喷管方便，本实验台还可用作其他各种流道喷管和扩压管的实验。 三、实验原理 1、喷管中气流的基本规律 （1）由能量方程： 221dc dh dq += 及 dp dh dq ν-= 可得 cdc dp =-ν 可见，当气体流经喷管速度增加时，压力必然下降。 （2）由连续性方程： 有 及过程方程 常数=k p ν 常数=?=??????=?=?νννc A c A c A 222111c dc d A dA -=νν
电磁场与电磁波 实验报告 实验名称：有限差分法解电场边值问题 实验日期：2012年12月8日 姓名：赵文强 学号：100240333 XX工业大学（威海）
问题陈述 如下图无限长的矩形金属导体槽上有一盖板，盖板与金属槽绝缘，盖板电位为U0，金属槽接地，横截面如图所示，试计算此导体槽内的电位分布。 参数说明：a=b=10m, U=100v 实验要求 1)使用分离变量法求解解析解； 2)使用简单迭代发求解，设-10 =100.1,1 x y ε?=?= ，两种情况分别求解数值解； 3)使用超松弛迭代法求解，设-10 =100.1 x y ε?=?= ，确定?（松弛因子）。 求解过程 一、分离变量法求解 因为矩形导体槽在z方向为无限长，所以槽内电位函数满足直 角坐标系中的二维拉普拉斯方程。 22 22 (0,)0,(,)0(0) (,0)0,(,)(0) x y y a y y b x x b U x a ?? ?? ?? ?? += ?? ==≤≤ ==≤≤
根据边界条件可以确定解的形式： 1ππ(,)sin()sinh()n n n x n y x y A a a ?∞ ='=∑ 利用边界条件0(,)x b U ?=求解系数。 01 ππsin( )sinh()n n n x n b A U a a ∞ ='=∑ 01 πsin( )n n n x U f a ∞ ==∑ 0 0041,3,5,2πsin()d π 2,4,6,a n U n n x f U x n a a n ?=? ==??=? ? 011 πππsin()sinh()sin()n n n n n x n b n x A U f a a a ∞ ∞ =='==∑∑ 041,3,5,πsinh(π/) 'πsinh()02,4,6,n n U n f n n b a A n b n a ? =? ==??= ? 01,3,5, 4ππ(,)sin()sinh()πsinh(π/)n U n x n y x y n n b a a a ?∞ == ∑ 简单迭代法求解 二、 有限差分法 有限差分法（Finite Differential Method ）是基于差分原理的一种数值计算法。其基本思想：将场域离散为许多小网格，应用差分原理，将求解连续函数?的泊松方程的问题转换为求解网格节点上?的差分方程组的问题。 泊松方程的五点差分格式 )(4 1 4243210204321Fh Fh -+++=?=-+++?????????? 当场域中,0=ρ得到拉普拉斯方程的五点差分格式
科普】电磁波的基础知识 ，radar ）是指“发射电雷达（radio diction and ranging 磁波信号并接收在其作用范围内的被观测 物体（目标）的回 波的装置”。电磁波能量从雷达硬件输出到天线，再从天线辐
射出去，而后从一个或多个物体返回的回波通过先前辐射能量的天线接收，最后传输回雷达的硬件设备。在雷达术语中最为关键的一词为——电磁波。那么，电磁波是什么呢？早在1865 年James Clerk Maxwell 提出了电磁基本方程（麦克斯韦方程）预测了电磁波的存在，并指出电磁波是由波动的电场和磁场构成，传播速度可通过自由空间的基本电磁属性来计算。我们常见的可见光就是电磁波的一种，其波长范围为380-780nm 。通常情况下温度高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射，温度越高辐射量越大，但大多不能被肉眼观察到。 后来，Hertiz 证明了不可见的电磁波的存在，我们称之为无 线电波。现在，我们知道了电磁波有一个连续的波谱，包括通常“雷达”术语是指利用无线电波的系统。电磁场包含电场与磁场两个方面，分别用电场强度E 或电位移D 及磁通密度 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、Y射线。 B （或磁场强度H）表示其特性；E和H在空间上都是正弦 变化的。在相位上，电场和磁场相互垂直，并且都垂直于传 播方向。每秒通过某特定位置的波峰的个数成为频率（f）， 可用每秒的周期数来量度（赫兹Hz）。在雷达系统中，频率通常指载波的频率。两个相邻波峰之间的距离成为波长 波长与频率的关系：入=c/f=2 n /入=2n f/c。瞬时的能量通量密 度（w/m2 ）为|S|=E X H,S为波印亭矢量。我们常说的真空 中的光速，也就是电磁波的真空速度c=299792458m/s ，利用光速人们定义了米这个长度单位。光速的近似值为 3T0A8m/s，除少数特殊情况外，工程上一般使用近似值。 电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动
北邮电磁场与电磁波测量实验报告5-信号源-波导波长
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北京邮电大学 电磁场与电磁波测量实验 实验报告 实验内容：微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量波导波长的测量 学院：电子工程学院 班级：2010211203班 组员：崔宇鹏张俊鹏章翀 2013年5月9日
实验一微波测量系统的使用和 信号源波长功率的测量 一、实验目的 (1) 学习微波的基本知识； (2) 了解微波在波导中传播的特点，掌握微波基本测量技术； (3) 学习用微波作为观测手段来研究物理现象。 二、实验仪器 1.微波信号源 微波信号源由振荡器、可变衰减器、调制器、驱动电路、及电源电路组成。该信号源可在等幅波、窄带扫频、内方波调制方式下工作，并具有外调制功能。在教学方式下，可实时显示体效应管的工作电压和电流的关系。仪器输出功率不大，以数字形式直接显示工作频率，性能稳定可靠。 2.隔离器 位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性，隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输的作用。 3.衰减器 把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用。 4.波长计 电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本不影响波导中波的传输。当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可 读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。
实 验 报 告 评分 实验题目：喷管特性实验 实验目的：验证并进一步加深对喷管中气流基本规律的理解，建立临界压力、临界流速 和最大流量等喷管临界参数的概念；比较熟练地掌握用热工仪表测量压力（负压）、压差及流量的方法；明确渐缩喷管出口处的压力不可能低于临界压力，流速不可能高于音速，流量不可能大于最大流量；明确缩放喷管中的压力可以低于临界压力，流速可高于当地音速，而流量不可能大于最大流量；对喷管中气流的实际复杂过程有所了解，能定性解释激波产生的原因。 实验原理： 1．喷管中气流的基本原理 由连续方程、能量方程和状态方程结合声速公式KPV a =得： c dc M A dA ? ?? ? ?-=12 马赫数M=c/a 显然，要使喷管中气流加速，当M<1时，喷管应为渐缩型（dA<0）；当气流M>1时， 喷管应为渐扩型（dA>0）。 2．气体流动的临界概念 喷管中气流的特征是dp<0，dc>0，dv>0，三者之间互相制约。当某一截面的速度达到当地音速时，气流处于从亚音速变为超音速的转折点，通常称为临界状态。 临界压力比112-? ?? ??+=K K K ν ，对于空气，ν=0.528 当渐缩喷管出口处气流速度达到音速或缩放喷管喉部达到音速时，通过喷管的气体流量 便达到了最大值，或成临界流量。可由下式确定： 1112 1212m i n m a x V P K K K K A m ?-??? ??++= 式中： min A —最小截面积（对于渐缩喷管即为出口处的流通截面积；对于缩放喷管即为喉部的面 积。本实验台的两种喷管最小截面积均为11.44）。 3．气体在喷管中的流动 （1）渐缩喷管 渐缩喷管因受几何条件（dA<0）的限制。有式（4）可知：气体流速只能等于或低于音速（a C ≤）；出口截面的压力只能高于或等于临界压力（c P P ≥2）；通过喷管的流量只能等于或小于最大流量（max m m =）。 （2）缩放喷管
信息与通信工程学院 电磁场与电磁波实验报告 题目：校园信号场强特性的研究 姓名班级学号序号薛钦予2011210496 201121049621
一、实验目的 1.掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确的测试方法； 2.研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律； 3.掌握在室内环境下场强的正确测量方法，理解建筑物穿透损耗的概念； 4.通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系； 5.研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。 二、实验原理 1、电磁波的传播方式 无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。对于接受者，只有处在发射信号的覆盖区内，才能保证接收机正常接受信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此基站的覆盖区的大小，是无线工程师所关心的。决定覆盖区的大小的主要因素有：发射功率，馈线及接头损耗，天线增益，天线架设高度，路径损耗，衰落，接收机高度，人体效应，接收机灵敏度，建筑物的穿透损耗，同播，同频干扰等。 电磁场在空间中的传输方式主要有反射﹑绕射﹑散射三种模式。当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时，发生反射。当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体﹑且这些物体的分布较密集时，产生散射。散射波产生于粗糙表面，如小物体或其它不规则物体﹑树叶﹑街道﹑标志﹑灯柱。 2、尺度路径损耗 在移动通信系统中，路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。大尺度平均路径损耗：用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为有效发射功率和平均接受功率之间的（dB）差值，根据理论和测试的传播模型，无论室内或室外信道，平均接受信号功率随距离对数衰减，这种模型已被广泛的使用。对任意的传播距离，大尺度平均路径损耗表示为： ()[]()() PL d dB PL d n d d =+（式1） 010log/0 即平均接收功率为： ()[][]()()()[]() =--=- d dBm Pt dBm PL d n d d d dBm n d d Pr010log/0Pr010log/0 （式2）其中，定义n为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速度，d0为近地参考距离，d为发射机与接收机之间的距离。公式中的横杠表示给定值d的所有可能路径损耗的综合平均。坐标为对