一,、實(shí)驗(yàn)概述

電磁場(chǎng)電磁波與天線綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能滿足能滿足通信工程,、電子工程,、微波工程等專業(yè)開設(shè)《電磁場(chǎng)》,、《天線技術(shù)》等課程教學(xué)、實(shí)訓(xùn),、示教需要,，也可用于微波電磁場(chǎng)技術(shù)類課程的課題設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)及基于ADS軟件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 

電磁場(chǎng)電磁波與天線綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)學(xué)生制作感應(yīng)器的方式,，使學(xué)生能夠切實(shí)感知和親身體驗(yàn)電磁波的發(fā)射,、傳播、接收等完整的過(guò)程,，具有與教學(xué)大綱結(jié)合緊密,，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊扣教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn),，知識(shí)點(diǎn)覆蓋面寬,，能夠透徹地了解法拉第電磁感應(yīng)定律、電磁波傳播特性,、電偶極子,、天線基本結(jié)構(gòu)及其特征等重要知識(shí)點(diǎn),，深刻理解電磁感應(yīng)定律的原理和作用，深刻理解電偶極子和電磁波輻射的原理,，掌握電磁波測(cè)量技術(shù)原理和方法,，幫助學(xué)習(xí)人員建立電磁波的形象思維方式，加深和加強(qiáng)學(xué)習(xí)人員對(duì)電磁波產(chǎn)生,、發(fā)射,、傳輸、接收過(guò)程吸納各個(gè)特征的認(rèn)識(shí),，培養(yǎng)學(xué)習(xí)人員對(duì)電磁波分析和電磁波應(yīng)用的創(chuàng)新能力,。 

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)增大射頻信號(hào)發(fā)射功率，在不需專用儀表的情況下能感知電磁場(chǎng)存在,、定性研究天線的極化方向,、天線增益、天線頻響等性能,；

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)有波長(zhǎng)測(cè)量,、功率檢波、電磁場(chǎng)極化等若干簡(jiǎn)單又富有論證性的實(shí)驗(yàn),。將實(shí)驗(yàn)儀器的功率發(fā)射端加載到三種極化天線端口,。將天線采集到的感生電流接入LED燈。把檢波天線放置在固定的位置以后,，可以看到LED燈的明暗與極化方式有著對(duì)應(yīng)的關(guān)系,。將發(fā)射天線的功率輸入天線，通過(guò)調(diào)整檢波天線的位置或者檢波天線的角度方向,，觀察發(fā)光燈的明暗變化,。這樣就可以直觀的感受到電磁波的分布參數(shù)、極化等豐富的概念,。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,，通過(guò)極其簡(jiǎn)單的幾個(gè)操作，就可以將所學(xué)的抽象的知識(shí),，通過(guò)具象化的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證清楚,，進(jìn)一步提高了教學(xué)的效率。增加了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象,，提高了學(xué)生動(dòng)手能力,，深刻的將公式與現(xiàn)象結(jié)合起來(lái)，為以后的工作和學(xué)習(xí)提供了切實(shí)有效的經(jīng)驗(yàn),。提升學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)與波的學(xué)習(xí)興趣,，實(shí)現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性學(xué)習(xí),。

用麥克斯韋方程的工程應(yīng)用技術(shù),，采用特制的無(wú)源發(fā)光電磁波感應(yīng)器,，使抽象的“電磁波"看得見、摸得著,，電波傳播眼見為實(shí),，幫助學(xué)生建立空間形象；有效化解感念抽象于形象,，化物理現(xiàn)象模糊于具體,，改變實(shí)驗(yàn)呆板、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào),。使知識(shí)認(rèn)知可視化,、知識(shí)應(yīng)用自主化能建立趣味化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系性設(shè)計(jì)。建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)互動(dòng)平臺(tái),，拓展類實(shí)驗(yàn)有助于老師和學(xué)生圍繞知識(shí)能力發(fā)揮和運(yùn)用,，形成富有特色的新成果。

二,、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)1,、電磁波及傳播特性實(shí)驗(yàn)

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1、通過(guò)電磁感應(yīng)裝置的設(shè)計(jì),，了解麥克斯韋電磁感應(yīng)定理的內(nèi)容,；

2、理解電磁波輻射原理,；了解電磁感應(yīng)的原理及作用,，

3、理解電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相互關(guān)系,，通過(guò)接收裝置來(lái)驗(yàn)證電磁場(chǎng)的存在,。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、認(rèn)識(shí)電磁波實(shí)驗(yàn)

2,、場(chǎng)矢量認(rèn)知實(shí)驗(yàn)

3,、位移電流驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

4,、可視化電磁波感應(yīng)器制作實(shí)驗(yàn)

5,、輻射衰減規(guī)律實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)2、電磁波極化特性實(shí)驗(yàn)

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1,、電磁波的偏振現(xiàn)象的產(chǎn)生,，觀察極化現(xiàn)象；

2,、偏振波與和傳播的定義判斷極化形式,；

3、研究線性極化的產(chǎn)生及其特點(diǎn),；

4,、研究制作的電磁波感應(yīng)器的極化特性,，進(jìn)行極化特性實(shí)驗(yàn)；

5,、通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)電磁波極化特性的理解,。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

2,、垂直與水平極化電磁波實(shí)驗(yàn)

3,、左旋圓極化電磁波實(shí)驗(yàn)

4、極化軸比實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3,、電磁波反射與行駐波特性實(shí)驗(yàn)

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1,、了解電磁場(chǎng)電磁波空間傳播特性；

2,、通過(guò)對(duì)電磁波長(zhǎng),、波幅、波節(jié),、駐波的測(cè)量進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電磁波,；

3、利用相干波原理測(cè)量波長(zhǎng),；

4,、了解電磁波在傳輸過(guò)程中的干涉和駐波的形成，及形成的條件,，觀測(cè)電磁波傳輸過(guò)程中波節(jié)點(diǎn)與波幅點(diǎn)的產(chǎn)生,。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、垂直極化波反射合成與行駐波特性,；

2,、水平極化波反射合成與行駐波特性實(shí)驗(yàn)；

3,、左旋圓極化波反射合成與行駐波特性,；

實(shí)驗(yàn)4、電磁波反射特性實(shí)驗(yàn)

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1,、研究電磁波的反射現(xiàn)象的產(chǎn)生,，驗(yàn)證電磁波入射角等于反射角；

2,、研究線性極化的反射及其特點(diǎn)

3,、通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)電磁波極化特性的理解

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、垂直或水平極化波斜入射到導(dǎo)體平面的反射波,；沿反射角方向LED最亮,。

2、左旋圓極化波斜入射到導(dǎo)體平面的反射波；

實(shí)驗(yàn)5,、電磁波邊界條件實(shí)驗(yàn)

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1,、研究電磁波的邊界條件實(shí)驗(yàn)；

2,、研究電磁波傳播路經(jīng)上遇到不同物質(zhì)的透射現(xiàn)象,；

3、通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)電磁波傳播特性的理解,；

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1,、垂直極化波垂直入射到水平縫隙導(dǎo)體平面的透射波；

2,、垂直極化波垂直入射到垂直縫隙導(dǎo)體平面的透射波,； 

3、左旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導(dǎo)體平面的透射波,；

4,、右旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導(dǎo)體平面的透射波；

5,、垂直極化波垂直入射到超材料平面的透射波,；

實(shí)驗(yàn)6、接收天線互耦實(shí)驗(yàn)

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1)研究接收二元天線陣互耦影響,；

2)尋找二元天線陣互不影響的距離,；

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1）垂直極化波垂直入射時(shí)二元天線陣互耦影響；

2）水平極化波垂直入射時(shí)二元天線陣互耦影響,；

實(shí)驗(yàn)7,、電磁波對(duì)不同物質(zhì)的透射實(shí)驗(yàn)

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1、研究電磁波對(duì)不同媒質(zhì)的透射實(shí)驗(yàn),；

2,、研究電磁波傳播路經(jīng)上遇到不同物質(zhì)的透射現(xiàn)象；

3,、通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)電磁波傳播特性的理解,；

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、垂直極化波垂直入射到導(dǎo)體平面,；

2,、垂直極化波垂直入射到有機(jī)玻璃平面的透射波； 

3,、垂直極化波垂直入射到書籍平面的透射波,；

4、垂直極化波垂直入射到泡沫平面的透射波,；

5、右旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導(dǎo)體平面的透射波；

6,、垂直極化波垂直入射到超材料平面的透射波,；

實(shí)驗(yàn)8、電磁輻射原理實(shí)驗(yàn)

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1,、認(rèn)識(shí)天線的作用與地位,。

2、深刻理解電磁輻射與天線的關(guān)系,。

3,、掌握理解電磁輻射的基本要素。

實(shí)驗(yàn)9,、天線方向圖繪制實(shí)驗(yàn)

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1,、了解掌握天線方向圖的工程意義。掌握電磁波輻射的原理和測(cè)量方法,。

2,、掌握繪制天線方向圖的一般方法，繪制并理解天線方向圖,。

3,、掌握天線方向圖測(cè)量的原理和方法。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1,、用LED燈的測(cè)量顯示天線E面方向圖強(qiáng)弱,。

2、用微安表測(cè)量E面方向圖,，繪制天線E面方向圖,。

3、用LED燈的強(qiáng)弱顯示天線H面方向圖測(cè)量

4,、用微安表測(cè)量H面方向圖,，繪制天線H面方向圖。