DB-SD24 電磁場(chǎng)電磁波可視化教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電磁波及傳播特性實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
1）通過(guò)電磁感應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)，了解麥克斯韋電磁感應(yīng)定理的內(nèi)容2）理解電磁波輻射原理；了解電磁感應(yīng)的原理及作用，
3）理解電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相互關(guān)系，通過(guò)LED來(lái)驗(yàn)證電磁場(chǎng)的存在。
二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1）認(rèn)識(shí)電磁波實(shí)驗(yàn)
2）場(chǎng)矢量認(rèn)知實(shí)驗(yàn)
3）位移電流驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
4）可視化電磁波感應(yīng)器制作實(shí)驗(yàn)
5）干涉法測(cè)量空間電磁波參量
一、概述
電磁場(chǎng)電磁波可視化教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)設(shè)“電磁場(chǎng)與波”等相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)，突出設(shè)計(jì)類、綜合類，兼?zhèn)潋?yàn)證類相關(guān)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生設(shè)計(jì)動(dòng)手能力；該系統(tǒng)注重一系列趣味性實(shí)驗(yàn)過(guò)程，能最大限度調(diào)動(dòng)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識(shí)的自覺(jué)性，以完成對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)理解和運(yùn)用為目的，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。巧妙運(yùn)用麥克斯韋方程的工程應(yīng)用技術(shù)，采用特制的無(wú)源發(fā)光電磁波感應(yīng)器，使抽象的“電磁波”看得見(jiàn)、摸得著，電波傳播眼見(jiàn)為實(shí)，幫助學(xué)生建立空間形象；有效化解感念抽象于形象，化物理現(xiàn)象模糊于具體，改變實(shí)驗(yàn)呆板、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)，印象不深刻的弊端。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，支持授課老師利用本系統(tǒng)，廣泛開(kāi)展和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成教學(xué)涉及學(xué)科面廣，知識(shí)點(diǎn)覆蓋寬，多學(xué)科實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用效率高。
電磁場(chǎng)電磁波可視化教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)有波長(zhǎng)測(cè)量、功率檢波、電磁場(chǎng)極化等若干簡(jiǎn)單又富有論證性的實(shí)驗(yàn)。把檢波天線放置在固定的位置以后，可以看到小燈泡的明暗與極化方式有著對(duì)應(yīng)的關(guān)系。通過(guò)調(diào)整檢波天線的位置或者檢波天線的角度方向，觀察發(fā)光燈泡的明暗變化。這樣就可以直觀的感受到電磁波的分布參數(shù)、極化等豐富的概念。
在整個(gè)電磁場(chǎng)電磁波可視化教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)極其簡(jiǎn)單的幾個(gè)操作，就可以將所學(xué)的抽象的知識(shí)，通過(guò)具象化的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證清楚，進(jìn)一步提高了教育教學(xué)的效率。
二、實(shí)驗(yàn)工作原理
用功率信號(hào)發(fā)射器作為發(fā)射源，通過(guò)發(fā)射天線產(chǎn)生電磁波，將另一副天線置于電磁波中，能在天線上感應(yīng)高頻電流，接收天線接收的功率足夠強(qiáng)時(shí)，肖特基檢波二極管將微波能量轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷�，終端接上LED燈，電壓達(dá)到一定值時(shí)可以點(diǎn)亮LED燈，形象直觀的觀察發(fā)射天線的方向圖、主瓣、副瓣、后瓣、零點(diǎn)方向、極化等。
檢波二極管輸入功率點(diǎn)亮LED燈，不同的LED燈點(diǎn)亮電壓不同，紅色最低，蘭色、白色最高。在現(xiàn)有配置情況下，最遠(yuǎn)可以在170cm處點(diǎn)亮，距離越近燈越亮。也可以將不同的LED組合使用，但點(diǎn)亮距離會(huì)稍微減小。
實(shí)驗(yàn)原理圖
三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)1、電磁波及傳播特性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 2、電磁波極化特性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn) 3、電磁波反射與行駐波特性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4、電磁波反射特性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5、電磁波邊界條件實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)6、電磁波對(duì)不同物質(zhì)的透射實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)7、電磁輻射原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)8、天線方向圖繪制實(shí)驗(yàn)
四、實(shí)驗(yàn)配置參數(shù)
| 序號(hào) | 名 稱 | 主 要 技 術(shù) 規(guī) 格 |
| 1 | 電磁波綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng) | 鋁合金導(dǎo)軌,發(fā)射支架，接收支架。 |
| 接收天線支架、滑臺(tái), 金屬導(dǎo)體反射板線支架、滑臺(tái)。 | ||
| 圓極化螺旋天線,極化柵格網(wǎng)滑臺(tái)。 | ||
| 50cm低損耗同軸電纜，發(fā)射機(jī)一臺(tái)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。 | ||
| 2 | 工作頻率 | 范 圍： 138MHz-4.5GHz。 |
| 3 | 射頻功率放大輸出 | 功率控制： 0～31級(jí)衰減調(diào)整控制。 |
| 功率放大頻率范圍：2350MHz～2450MHz。 | ||
| 最大輸出功率：＜27dBm。 | ||
| 4 | 發(fā)射組件 | 一體化多頻段三極化微帶天線：覆蓋垂直極化、水平極化、右旋圓極化；增益：＞10dBi。 |
| 5 | 接收組件 | 無(wú)源檢波器LED發(fā)光靈敏度：4dBm；LED燈顏色有紅、黃、蘭、綠、白色及其組合，接收天線微帶八木天線半波天線等。 |
| 6 | 射頻檢波模組 | 檢波靈敏度：＞3.2GHz，動(dòng)態(tài)范圍：70dB收發(fā)最遠(yuǎn)距離170cm。 |
