电磁场与电磁波教学实验指导书
“电磁场与电磁波”是理工科院校电子信息类专业一门重要的专业基础课。由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都很重要，而且系统性、理论性很强，因此在学习本课程时，开设必要的实验课，使抽象的概念和理论能形象化、具体化，对学生加深理解和深刻地掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力都是十分有益的。做好本课程的实验，是学好本课程的必要的教学辅助环节。
同学们在做每个实验之前，一定要仔细阅读教材和实验指导书。了解和熟悉实验设备、弄懂实验原理和实验目的、明确实验方法和实验步骤、并牢记相关注意事项，以使各实验得以安全、顺利地完成。实验过程中要按实验步骤要求进行操作，认真观察实验现象，详细、规范地记录实验数据。实验完成后，要认真分析实验结果，详细地写出实验报告。
实验仪器
JMX－JY－002电磁波综合实验仪
一、概述
电磁波综合实验仪，提供了一种融验证与设计为一体的电磁波实验的新方法和装置。它能使学生通过应用本发明方法和装置进行电磁场与电磁波实验，透彻地了解法拉第电磁感应定律、电偶极子、天线基本结构及其特性等重要知识点，使学生直观形象地认识时谐电磁场，深刻理解电磁感应的原理和作用，深刻理解电偶极子和电磁波辐射原理，掌握电磁场和电磁波测量技术的原理和方法，帮助学生建立电磁波的形象化思维方式，加深和加强学生对电磁波产生、发射、传输和接收过程及相关特性的认识，培养学生对电磁波分析和电磁波应用的创新能力。《JMX-JY-002电磁波综合实验仪》在001型基础上，添加了对天线不同极化角度的测量，学生通过测量，可绘制不同极化天线的方向图，使得学生对电磁波的感受更加深刻。
二、特点
1、理论与实践结合性强
2、直接面向《电磁场与波》的课程建设与改革需要，紧密配合教学大纲，使课堂环节与实验环节紧密结合。
3、针对重要知识点“电磁场与电磁波”课堂教学环节长期存在难于直观表达的困难，形象地体验抽象的知识。
4、实验内容的设置，融综合性、设计性与验证性与一体，帮助学生建立一套电磁波的形象化思维方式，加深和加强对电磁波产生、发射、传输、接收过程及相关特性的认识。
5、培养学生对电磁波分析和电磁波应用的创新能力。
三、系统配置及工作原理
（1）系统配置
1、JMX-JY-002电磁波教学综合实验仪主机控制系统：通过常规控制仪表与微波功率信号发生器、功率信号放大器构成电磁波教学综合实验仪主机控制系统，实现了对被控电磁场与波信号发射控制。
2、测试支架平台：包括支撑臂、测试滑动导轨、测量尺、天线连接杆件、感应器连接杆件、反射板连接杆件、微安表等组件。
3、测试套件：包括多极化天线（垂直极化、水平极化、左右螺旋极化）、射频连
接电缆套件、感应器、感应器连接电缆、极化尺、标准测试天线板、反射板等构成测试套件。
（2）工作原理
实验仪主机控制系统的微波信号源产生微波信号，经由微波功率放大器放大后输出至OUTPUT端口，通过射频电缆将输出信号传送给发射天线向空间发射电磁波信号作为实验测试信号，通过信号接收单元上的感应器，可测量或直观观察到反映电磁波的波幅、波节以及极化等特征。
四、性能指标
1、工作频率范围：800MHz～1.5Hz
2、整机功耗：<50W
3、标尺精度：1mm
4、长度量程：1m
5、旋转测量精度：1°
6、极化测量量程：180°
7、电源电压：AC220V±10％
8、工作环境温度范围：0°～40°C
五、操作使用
1、连接电源，打开电源（POWER）开关,电源开关指示灯亮。
2、将发射天线架设在系统支架上，连接好发射电缆（射频电缆一端连接到实验仪主机控制系统的OUTPUT端口，另一端连接到发射天线的相应端点上）。
3、按下TX按钮，开始发射信号，信号指示灯亮，表明发射正常。若ALM红灯亮，应立即停止发射，检查发射天线是否连接好。红色告警指示灯亮时，表明发射信号输出通道反射过强，仍然持续发射会造成仪器损坏。
4、支架平台设有两个可滑动的支架滑块，根据不同实验要求安装测试天线（感应器）或反射板。
5、支架平台上的非金属方向调整机构用于手动调整接收天线的角度以确定电磁波的极化方向等。
六、注意事项
1、按下TX按钮时，若ALM红色告警灯亮，应立即停止发射，检查高频Ｎ头是否对应连接牢固，发射天线是否接好，或请老师检查。否则会损坏机仪器。
2、测试感应器时，不能将感应灯靠近发射天线的距离太小，否则会烧毁感应灯。（置于15cm以外，或视感应灯亮度而定）
3、尽量减少按下TX按钮的时间，以免影响其它小组的测试准确性。
4、测试时尽量避免人员走动，以免人体反射影响测试结果。
实验一位移电流验证实验
实验目的
1、通过本验证实验，初步认识了解位移电流，以帮助学生理解麦克斯韦方程组的本质特征，启发学生的新思维。
2、通过本实验，使学生深刻认识和理解：电磁波是一种能量的释放。
预习要求
1、理解位移电流的概念；
2、Maxwell方程中位移电流如何表示：
3、位移电流的方向如何确定。
实验原理
用高频震荡电路通过天线向空间辐射电磁波，用在白炽灯的两端分别链接导体做成半波天线，我们称之为感应器，感应器并未形成回路，将感应器置放于电磁波当中某一空间位置时，此时空间电场将点亮我们用作天线的白炽灯，没有形成回路的天线中的电流就是位移电流，位移电流点亮了白炽灯。
实验内容
1、用金属丝制作天线体，焊接（或用螺丝）固定在感应器板的两端，形成线天
线。
2、打开信号发生器电源开关，STANBY灯亮，机器工作正常，按下TX按钮，
观察到功率指示表有一定偏转，表明发射正常。
3、用拇指和食指捏住感应器板的两册（手指不要接触到金属丝），将感应器置于
距离极化天线发射平面15厘米以外的空间位置上，观察无源感应器上白炽灯的发光变化，并记录观察到的现象。
注意事项
1、按下TX按钮时，若ALM红色告警灯亮，应立即停止发射，检查高频Ｎ头是否对应连接牢固，发射天线是否接好，或请老师检查。否则会损坏仪器。
2、测试感应器时，不能将感应灯靠近发射天线的距离太小，否则会烧毁感应灯。（置于15cm以外，或视感应灯亮度而定）。
3、避免与相邻小组同时按下TX按钮，尽量减少按下TX按钮的时间，以免相互影响测试准确性。
4、测试时尽量避免人员走动，以免人体反射影响测试结果。
报告要求
1、按照标准实验报告的格式和内容完成实验报告；
2、详细记录观察到的实验现象；
3、对实验结果进行分析讨论。
