电磁场电磁波可视化教学实验系统电磁波及传播特性实验

DB-SD24 电磁场电磁波可视化教学实验系统电磁波及传播特性实验

一、实验目的
1）通过电磁感应装置的设计，了解麦克斯韦电磁感应定理的内容
2）理解电磁波辐射原理；了解电磁感应的原理及作用，
3）理解电场与磁场的相互关系，通过LED来验证电磁场的存在。
二、实验项目
1）认识电磁波实验
2）场矢量认知实验
3）位移电流验证实验
4）可视化电磁波感应器制作实验
5）干涉法测量空间电磁波参量
电磁波及传播特性实验

DB-SD24 电磁场电磁波可视化教学实验系统

一、概述
电磁场电磁波可视化教学实验系统开设“电磁场与波”等相关课程实验，突出设计类、综合类，兼备验证类相关实验，提高学生设计动手能力；该系统注重一系列趣味性实验过程，能最大限度调动激发学生自主学习知识的自觉性，以完成对重点知识点理解和运用为目的，培养学生创新能力。巧妙运用麦克斯韦方程的工程应用技术，采用特制的无源发光电磁波感应器，使抽象的“电磁波”看得见、摸得着，电波传播眼见为实，帮助学生建立空间形象；有效化解感念抽象于形象，化物理现象模糊于具体，改变实验呆板、实验内容单调，印象不深刻的弊端。开放式实验平台，支持授课老师利用本系统，广泛开展和开发创新实验项目，形成教学涉及学科面广，知识点覆盖宽，多学科实验项目丰富，实验系统使用效率高。
电磁场电磁波可视化教学实验系统设有波长测量、功率检波、电磁场极化等若干简单又富有论证性的实验。把检波天线放置在固定的位置以后，可以看到小灯泡的明暗与极化方式有着对应的关系。通过调整检波天线的位置或者检波天线的角度方向，观察发光灯泡的明暗变化。这样就可以直观的感受到电磁波的分布参数、极化等丰富的概念。
在整个电磁场电磁波可视化教学实验系统实验过程中，学生通过极其简单的几个操作，就可以将所学的抽象的知识，通过具象化的实验来验证清楚，进一步提高了教育教学的效率。
二、实验工作原理
用功率信号发射器作为发射源，通过发射天线产生电磁波，将另一副天线置于电磁波中，能在天线上感应高频电流，接收天线接收的功率足够强时，肖特基检波二极管将微波能量转变为直流电压，终端接上LED灯，电压达到一定值时可以点亮LED灯，形象直观的观察发射天线的方向图、主瓣、副瓣、后瓣、零点方向、极化等。
检波二极管输入功率点亮LED灯，不同的LED灯点亮电压不同，红色最低，兰色、白色最高。在现有配置情况下，最远可以在170cm处点亮，距离越近灯越亮。也可以将不同的LED组合使用，但点亮距离会稍微减小。

实验原理图

三、实验内容
实验1、电磁波及传播特性实验
实验 2、电磁波极化特性实验
实验 3、电磁波反射与行驻波特性实验
实验4、电磁波反射特性实验
实验5、电磁波边界条件实验
实验6、电磁波对不同物质的透射实验
实验7、电磁辐射原理实验
实验8、天线方向图绘制实验

四、实验配置参数

序号	名称	主要技术规格
1	电磁波综合实验教学系统	铝合金导轨,发射支架，接收支架。
		接收天线支架、滑台, 金属导体反射板线支架、滑台。
		圆极化螺旋天线,极化栅格网滑台。
		50cm低损耗同轴电缆，发射机一台，实验指导书。
2	工作频率	范　　围： 138MHz-4.5GHz。
3	射频功率放大输出	功率控制： 0～31级衰减调整控制。
		功率放大频率范围：2350MHz～2450MHz。
		最大输出功率：＜27dBm。
4	发射组件	一体化多频段三极化微带天线：覆盖垂直极化、水平极化、右旋圆极化；增益：＞10dBi。
5	接收组件	无源检波器LED发光灵敏度：4dBm；LED灯颜色有红、黄、兰、绿、白色及其组合，接收天线微带八木天线半波天线等。
6	射频检波模组	检波灵敏度：＞3.2GHz，动态范围：70dB收发最远距离170cm。

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