实验五 均匀无耗媒质参量的研究.doc

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1、实验五均匀无耗媒质参量的研究1.实验目的（1）应用相干波节点位移法来研究均匀无耗媒质参量的测试（2）了解均匀无损耗媒质中电磁波参量与自由空间内电磁波参量的差别（3）熟悉均匀无损耗媒质界面对电磁波的反射和折射特性2.实验原理与说明媒质参量一般应包括介电常数ε和磁导率μ两个参量，它们由媒质特征方程D=εE和B=μH来表征，要确定ε,μ值，总是要和场量E,H联系在一起，对于损耗煤质来说，ε和μ为复数，而且与频率有关。这里我们仅对均匀无损耗电介质的介电常数ε进行讨论，最终以测定相对介电常数εi=ε/ε0来了解媒质的特性和参量用相干波原理和驻波节点的方法，可以确定自由空间内电

2、磁波的参量λ0,β0和c。对于具有εr的均匀无损耗媒质，无法直接测得媒质中的λ,β和υ值，故不能得到媒质参量εr值，但我们可以用类似相干波原理装置，如图所示，在Pr2前，根据对εr板放置前后引起驻波节点位置变化的方法，测得相位变化值，进而测定媒质εr值，用空间相干波节点位移的方法来测定εr值原理，如图所示，为讨论方便，我们喇叭辐射的电磁波近似的看作平面波设接收喇叭的平面波因子表达式有由于处存在厚为w的εr媒质板，使Pr3处的和之间的相位差为这里为板不存在时，相应距离2w所引起的相位滞后，因此得到时，内总的相位。滞后值为…………………………………..①为使Pr3处实现

3、相干波零指示接收，必须把Pr2连同εr板向前推进Δl，造成一个相位增量Δφ其值为……………………………………②从而补偿了εr板的相位滞后，实现Pr3零指示，如图所示，即有Δφ’=Δφ,由式①和式②经整理后得③由③式，可方便的得到电磁波在均匀无损耗媒质中传播时的电磁波参量λ、β和υ，即…………………………………..④……………………………..⑤…………………………………⑥根据测出的εr值，还可确定该媒质与空间分界面上的反射系数和折射系数R,T。当平面波垂直投射到空气与媒质分界面时，利用边界条件得…………………………………………….⑦……………………………………………⑧

4、对于平面电磁波由媒质向自由空间垂直投射时，则相应界面反射系数和折射系数为……………………………………⑨…………………………………….⑩由R、T的表达式不难看出，当测出R，T值时，就可确定相应材料的εr值。1.实验内容（1）测准εr样品的厚度w。（2）根据图测出有εr样品时的l0,l1,l2,l3及（3）根据图测出有εr样品时的把测试值列入表中，并根据相应关系式，得到被测样品的εr值，媒质中的电磁波参量λ，β，υ及分界面上的R，T值。有机玻璃板w=聚氯乙稀板w=普通玻璃板w=L0L8L0’L8’有机玻璃板w=聚氯乙稀板w=普通玻璃板w=1.实验报告内容和要求（1）实验

5、目的（2）测试数据表（3）思考题本实验内容用，测试均匀无损耗媒质值，可否测的磁介质？试说明原因。2.实验仪器（1）DH926A型电磁波综合测试仪1套（2）DH1211型3cm固态源1台（3）微安表头1只或XF-01型选频放大器1台（4）PX-16型频率计1台