电磁场与电磁波教学实验系统

​《电磁场与电磁波》或《电磁场理论》是工科通信电子类专业的必修基础课,也是微波工程、天线原理与设计类课程的选修课程。由于该课程公式繁多、内容枯燥而且抽象,使得学生往往在学习过程中很难对所学知识建立起直观的物理图像。本实验系统针对这一问题,紧密配合《电磁场与电磁波》课程的课堂教学,通过动手参与直观生动的实验过程,在完成对平面电磁波相关特性测试的同时,更好的从电磁场的空间分布特性上去理解所学内容。该测试系统融基础性、验证性与设计性于一体,将抽象的理论知识反映在实验现象中,由浅入深的引导学生完成电磁场、电磁波及天线相关知识的学习。同时使学生初步了解微波测试系统的组成和工作原理,认知各种基本微波器件,并建立起电磁波产生、(调制)、发射、传输和接收、(检波)等过程的基本概念。

  • 型号:RC-EF&EW-III
  • 品牌:百科荣创
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系统概述:

        《电磁场与电磁波》或《电磁场理论》是工科通信电子类专业的必修基础课,也是微波工程、天线原理与设计类课程的选修课程。由于该课程公式繁多、内容枯燥而且抽象,使得学生往往在学习过程中很难对所学知识建立起直观的物理图像。本实验系统针对这一问题,紧密配合《电磁场与电磁波》课程的课堂教学,通过动手参与直观生动的实验过程,在完成对平面电磁波相关特性测试的同时,更好的从电磁场的空间分布特性上去理解所学内容。该测试系统融基础性、验证性与设计性于一体,将抽象的理论知识反映在实验现象中,由浅入深的引导学生完成电磁场、电磁波及天线相关知识的学习。同时使学生初步了解微波测试系统的组成和工作原理,认知各种基本微波器件,并建立起电磁波产生、(调制)、发射、传输和接收、(检波)等过程的基本概念。


系统组成及功能:

       典型系统结构见图(1)主要应用于平面电磁波波长及相关特性的测量,包含发射模块、接收模块和分光系统三部分组成。其中发射模块安置在固定金属臂上,包括信号源、衰减器、发射天线;接收端安置在可移动金属臂上,包括接收天线、检波器、微安表;分光系统包括安置在手动转台上的介质板 、安置在系统基座上的金属板S1、安置在可直线移动支架上的金属板S2。本实验系统通过配置更多实验组件可完成更多实验内容,如电磁波的频率测试、无损介质介电常数实验、平面波驻波场电磁场振幅空间分布测量实验、晶格衍射实验等。

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        图(1)为波长测量系统配置。分光模块将发射模块入射的一路电磁波分成振幅相同、同向传播并具有可调相位差的两路电磁波。通过改变金属板S2的位置,实现相位差的变化,进而测量出平面电磁波的波长,这就是干涉法测量波长的基本过程。

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        图(2)为驻波法测量平面电磁波波长系统设置。测量时,发射模块和金属板位置保持不变,发射天线发射的电磁波及与金属板反射电磁波叠加形成驻波,移动测量探针的位置可以得到空间驻波电场的幅度分布,由此可测得波长及频率。