实验二 微波实验的基本原理

09通信六班 张传师 学号：20093100041 实验组员：林志豪、黎家俊、郑盼秋、陈燕飞

注：实验数据由林志豪同学负责整理

1.1 验证反射定律

1.1.1 实验步骤

图1.1.1 反射实验仪器的布置

如图1.1.1，反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应900刻度的一对刻线一致。这时小平台上的00刻度就与金属板的法线方向一致。转动小平台，使固定臂指针指在某一角度处，这角度该数就是入射角，然后转动活动臂在表头上找到一最大指示，此时活动臂上的指针所指的刻度就是反射角。若此时表头指示太大或太小，应调整衰减器、固态振荡器或 晶体检波器，使表头指示接近满量程。使入射角从小到大缓慢变化，调节接收臂，使其微安表示数最大，读取此时的反射角度数，测出多组数据，如下表,1.1.1所示： 表1.1.1 不同入射角对应的入射角 反射角（0） 入射角（0）

25 20 31 25 37 30 48 45 51 50 60 60 73 70

图1.1.2 反射角与入射角吻合度

1.1.2 分析

从表1.1.1中可以看出，测量结果基本满足反射定律，入射角≈反射角，且微安表接近满偏。但是由于设置反射板位置及读取数据时含有目测成分，而且由于微波具有波动性以及反射版平整度不够，引起一点漫反射，所以测量结果存在极小的误差。

1.2 微波的偏振性

1.2.1 实验步骤

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，因此转动接收喇叭，就可以得到转角与微安表头指示的一组数据，并可与马吕斯定律进行比较。做实验时为了避免小平台的影响，可以松开平台中心三个十字槽螺钉，把工作台取下。还要尽量减少周围环境的影响转动接收天线，每转一个角度记录一次数据，测得多组数据，如下表1.2.1及图1.2.1所示：

表1.2.1 接收天线不同转动角度对应的微安表读数 转动角度（0） 微安表示数（A） 0 100 30 76

45 50 60 26.5 75 7.5 90 0

图1.2.1 不同转动角度对应的微安表读数

1.2.2 分析

此偏振强度分布图能与理论值很好的相符，即满足方程II0cos2，

从图中我们可以看出，在为0度时，I达到最大值，而当为90度时，I约等于0，为最小值，没有微波通过，这就是波的偏振性特点。

1.3 单缝衍射实验

1.3.1 实验步骤

图1.3.1 单缝衍射实验的仪器布置

仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。

然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变一定角度读取 一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。

表1.3.1 接收天线每转动一定角度对应的微安表读数 偏转角度（） µA 偏转角度（） 000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 94 95 68 48 26 6 0 0 0 12 0 0 4 0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55 -60 -65 2 0 0 16 0 0 6 0 （µA） 94 88 74 58 34 10 根据画出以下曲线（图1.3.2）：

图1.3.2 单缝衍射示意图

1.4 迈克尔逊干涉

1.4.1 实验步骤

迈克尔逊干涉实验的基本原理见下图1.4.1，在平面波前进的方向上放置成450的半透射板。

图1.4.1 迈克尔逊干涉实验的基本原理图

使两喇叭口面互成900。半透射板与两喇叭轴线互成450，将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上，再插上反射扳，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线一致，可移反射板的法线与发射喇叭轴线一致。实验时,将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋转读数机构上的手柄使反射板移动，从表头上测出n1个极小值，并同时从读数机构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L。则波长

2L，数据记录如表1.4.1：

n表1.4.1 微波干涉数据 位置（mm） 0 微安表uA 10 位置（mm） 20 微安表uA 43 2 18 22 72 4 37 24 78 6 58 26 70 8 67 28 43 10 30 16 12 30 32 1 14 6 34 14 16 0 36 42 18 14 由表1.4.1数据作图1.4.2如下：

位置(mm)

L

图1.4.2 微波干涉波形图 2L实验结果：L=16mm，根据，计算的λ=32mm。

n