圆极化波的传播特性研究

极化波实验报告

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

Hybird散射特性

180°混合网络（Hybird ）散射特性分析 041110211 王之光 摘要：随着微波技术的发展，对定向耦合器也越来越有高标准的要求。本文着重介绍了耦 合器中的180°混合网络（Hybird ），主要对环形混合网络和渐变耦合线混合网络进行了散射特性的分析。 关键词：定向耦合器 180°混合网络 散射特性 环形混合网络 渐变耦合线混合网络 一、前言 定向耦合器是一种无源微波器件，用于功率分配或功率组合（如图1）。耦合器可以是有耗或无耗三端口器件或四端口器件。三端口网络采用T 型结和其他功分器形式，四端口网络采用定向耦合器和混合网络形式。定向耦合器可以设计为任意功率分配比，混合结一般是等功率分配，混合结在输出端口之间有90°（正交）或180°（魔T ）相移。 我们着重要讨论的是180°混合网络。180°混合结是一种在两个输出端口间有180°相移的四端口网络图2（b ）。它也可以工作在同相输出。180°混合网络所用的符号如图2（ａ）所示。施加到端口1的信号将在端口2和端口3被均匀分成两个同相分量，而端口4将被隔离。若输入施加到端口4，则输入将在端口2和端口3等分成两个有180°相位差的分量，而端口1将被隔离。当作为合成器使用时，输入信号施加在端口2和端口3，在端口1将形成输入信号的和，而在端口4将形成输入信号的差。因此端口1称为和端口，端口4称为差端口。 耦合器 耦合器 1 P 21P P α= ()31 1P P α=- 123P P P =+ 3 P 2P 图1 图2（ａ）

理想的3dB 的 180°混合网络的散射矩阵有如下形式： []?? ??? ?? ??? ??= 011-010011-00101102j -S 180°混合网络有几种形式。图3和图4（a ）所示的环形混合网络或称为环形波导可制成平面（微带线或带状线）形式，也可以制成波导形式。另一种平面型180°混合网络使用渐变匹配线和耦合线，如图4（b ）。此外，还有一种类型的混合网络是混合波导结或魔T ，如图4（c ）。 二、散射特性分析 1.散射矩阵S 在与高频网络打交道时，等效的电压和电流，以及相关的阻抗和导纳在概念上变得有些抽象。由散射矩阵给出的入射波、反射波和透射波的概念是与直接测量更为符合的表示方法。 对于N 端口网络，其中n V +是入射到n 端口的电压波振幅，n V -是自n 端口反射的电压波振幅。散射矩阵由这些入射和反射电压波之间的联系确定： []V S V -+ ????=???? []S 矩阵元可确定为 图3 图4（c ） 图4（a ） 图4（b ） 图２（b ） 定向耦合器的常用表示符号和常规功率流向

散射原理

散射原理 透射光强为l l h K e I e I I α-+-==0)(0 h ：散射系数 K ：吸收系数 α：衰减系数（实际测量中得到的） 散射是指电磁波通过某些介质时，入射波中一部分能量偏离原来传播方向而以一定规律向其他方向发射的过程。散射可以用电磁波理论和物质电子理论解释：入射的电场使粒子中的电荷产生振荡，振荡的电荷形成一个或多个电偶极子，它们辐射出次级的球面波，因为电荷的振荡与入射波同步，所以次级波与入射波有相同频率，且有固定的相位关系。在大气散射过程中，散射粒子的尺度范围很大，从气体分子（约10-4μm ）到气溶胶（约 1μm ）、小水滴（约 10μm ）、冰晶（约 100μm ），以及大雨滴和雹粒（约 1cm ）。通常以尺度数α = 2π/λ作为判别标准，其中r 为粒子半径，λ为波长。按α的大小可以将散射过程分为三类： (1) α << 1，即 r < λ 时的散射，称为 Rayleigh 散射或分子散射； (2) 1< α < 50，即 r ≈ λ 时的散射，称为 Mie 散射或大颗粒散射； (3) α > 50，即 r>> λ 时的散射，属于几何光学散射范畴。 对于大气中的粒子（假设是各向同性的），散射光分布型式相应于入射光方向 是三维空间对称的，依赖于尺度数 α，其典型情况如图 3.1 所示

图3.1 三种尺度粒子的散射强度的角分布型式 Rayleigh 散射和 Mie 散射的实质，都是大气分子或气溶胶粒子在入射电磁波作用下激发，而产生振动的电偶极子或多极子，并以粒子为中心向四周辐射出与入射波频率相同的散射波，都属于弹性散射。 瑞利散射 瑞利散射解释了大气中气态分子的光学特性，根据瑞利的观点，天空的蓝色是由于大气中圆形、各项同性的、密度大于周围介质、且大小远远小于波长的粒子的散射造成的。 瑞利散射理论的提出是基于以下几个假设条件 （1）粒子尺寸远远小于光的波长，一般 r ≤ 0.03λ时，就认为满足条件。注意这里不包括尘埃、阴霾、以及一些其他粒子，这类粒子的散射特性有其他的理论支撑，如米式散射； （2）粒子处于非电离状态，在大气层中除了电离层之外，大气层的大部分区域均满足这一条件； （3）粒子的折射系数和周围介质的折射系数之间的差异较小； （4）粒子满足各项同性是最简单的一种瑞利散射情况，但是大气中的 N2和 O2 基本不满足各项同性，这也是简单的瑞利散射理论和观测结果之间出现差异的原因之一； （5）光的频率不能引起粒子的共振，如果光的频率能够引起粒子的共振的话，那么散射光的强度会非常大。对于大气中的可见光和长波是不存在这一问题的，因为大部分粒子尺寸都不满足这一条件，但是对于某些稀有气体则会出现这一现象。 米氏散射特点： （1）散射光强与偏振特性随散射粒子尺寸变化 （2）散射光强随波长的变化规律是与波长 λ的较低幂次成反比，即n I λθ1)(∝，其中n 的具体取值取决于微粒尺寸。 （3）散射光的偏振度随λr 的增加而减小，r 为散射粒子的线度，λ是入射光波长。 （4）当散射粒子的线度与光波长靠近时，散射光强度对于光矢量振动平面的对称性被破坏，随悬浮微粒线度增大，沿入射光方向的散射光强将大于逆入射光方向的散射光强。当微粒线

周期性结构的时频散射特性研究

周期性结构的时频散射特性研究 雷达隐身技术是现代战争中隐蔽和突防的重要技术手段,而雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)又是雷达隐身技术的关键参数。如何更有效地降低目标的雷达散射截面,增强隐身性能,以及如何更准确地探测具有低雷达散射截面的目标,增强反隐身手段,都涉及到对目标时域和频域散射特性的研究。 本文旨在研究周期性结构的频域和时域散射特性,通过对周期性结构时、频域散射特性的分析,揭示周期性结构的散射机理,探索利用结构的周期性缩减雷达散射截面、以及利用结构不同部分的时域响应探测低散射周期性目标的方法。本文工作为提高目标的隐身性能以及为隐身目标的探测提供了新的思路。 本文的主要工作和创新点如下:1.通过对高斯脉冲调制正弦波入射到周期性频率选择表面后产生的时域散射波形进行分析,发现了低散射周期性结构的电磁溅射现象,即其散射波形在开始时有较大幅度、经过一段时间稳定后幅度才变得很小的现象。采用等效电路分析方法对反射和透射电流进行了分析,从电路角度揭示了这种结构产生时域溅射现象的机理:即缝隙阵列等效电路中的电容和电感在散射开始时产生不均衡散射,从而造成总散射出现较大的峰值,如果等效电容增加,其时域溅射现象更显著。 为了验证本文工作,对不同尺寸、相同频率的缝隙阵列的时域溅射特性进行了实际测量,测量结果与理论分析结果一致性较好。2.对带电磁带隙的微带天线和覆盖电磁带隙的棋盘型人工电磁表面的散射特性进行了研究,揭示了其带内的低RCS特性主要是由来自电磁带隙和来自目标自身的散射在后向相抵消形成的。 在此基础上,通过对高斯脉冲调制正弦波入射到低RCS目标后产生的时域散射波形进行分析,发现了低散射周期性结构的电磁溅射现象,探讨了电磁溅射现

极化波实验报告

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

电磁波极化实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 电磁波极化实验报告 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

关于波的极化的学习理解

关于波的极化的学习理解 波的极化表征的是在空间定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性，用电场强度矢量的端点在空间描绘出得轨迹来表示。我认为，对均匀平面波的极化的理解跟对光的偏振的理解是一样的。所以，我通过理解光的偏振从而达到对均匀平面波的理解。 光波是一种时谐平面电磁波，通常把光波中的电场矢量称为光矢量，把电场的振动称为光振动。在讨论光的波动特性时，通常只考虑只常矢量即可。 光是横波（TEM波），光矢量的振动方向与光波的传播方向垂直，在垂直于传播方向的平面内，电场强度矢量可能存在各种不同的振动方向，这就是光的偏振。 根据光矢量振动方向相对于光传播方向是否具有对称性，可将光波分成非偏振光和偏振光。 先说非偏振光，因为光是横波，既然是横波就应该有偏振性（Q：是不是横波都具有偏振性？），但又何来非偏振光？我认为应该这样理解：非偏振光是指自然光，普通光源包含大量的原子和分子，它们各自无规则地发射振动方向、初相位各不相同的光波。那么它在垂直于光传播方向的平面上具有一切可能的振动方向，各个振动方向上振幅在观察时间内的平均值相等，与初相位完全无关，这就是所谓的非偏振光。所以说，非偏振光是大量源点振动平均的结果，不是一个源点的振动所得到的。 再说完全偏振光，完全偏振光包括线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光（可以相应地理解线极化、圆极化和椭圆极化）。 1.线极化是指，在光的传播方向上，各点的光矢量在确定的平面内，光矢量的端点的轨迹为一条直线。如下图所示的横波：

上图所示的是，沿z方向传播的，电矢量沿x方向的时谐平面波。 再如下图： 这张图所示的，是沿z方向传播的，但电矢量不是沿x方向的时谐平面波。但它是一线偏振。因为，光矢量的端点轨迹是一直线。

电磁波极化特性的MATLAB仿真

电磁波极化特性的仿真 M A T L A B 闫昕，朱峻锋，赵小新 ( 枣庄学院光电工程学院，山东枣庄277160) ［摘要］基于电磁理论的基本知识，应用MATLAB 仿真直线极化波、圆极化波和椭圆极化波的电磁波极化特性，研究结论为电磁波极化现象的理解提供新的手段． ［关键词］电磁波极化;MATLAB 仿真;直线极化波;圆极化波;椭圆极化波① ［中图分类号］O442 ［文献标识码］A［文章编号］1004 －7077(2014)05 －0051 －03 引言 库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律三大电磁学实验定律的提出，标志着人类对宏观电磁现象的认识从定性阶段到定量阶段的飞跃，以三大实验定律为基础，麦克斯韦基于两个假设总结出麦克斯韦方程组描绘电磁波传播、辐射等电磁现象的总规律［1］． 图1 是平面电磁波在无界空间中的传播特性图，从图1 中可以看到，平面电磁波沿着 →→ Z 方向传播，电场强度E 与磁场强度H 处于与电磁波传播的Z 方向垂直的无限大平面内． → 一般情况下电场强度E 有E x 和E y 分量，合成波电场 →→ E = e x E x → + e y E y ， 其中E x E x m co s(ωt + φ x ) ，E y E y m co s(ωt + φ y )( 1) == 图1平面电磁波在无界空间的传播图2相位相等时的直线极化波 →由于E x 和E y 分量的振幅和相位不一定相同，因此在空间任意点上合成波电场强度E 的大小和方向都将随着时间变化，这种现象称为电磁波的极化现象．它表征在空间给定 ［收稿日期］2014 －06 －10 ［基金项目］地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201310904024 ) ; 枣庄学院《电磁场理论》精品课程项目;枣庄学院教学改革项目(项目编号:Y J G11007 ) ; 枣庄学院2014 校级大学生研究训练计划项目(项目编号: 2014041)． ［作者简介］闫昕(1977 －) ，男，山东枣庄人，枣庄学院光电工程学院讲师，博士，主要从事计算电磁学、人工晶体和电磁超材料方面的研究． ·51·①