Исследование явлений, возникающих при падении электромагнитной волны на плоскую границу раздела двух диэлектрических сред

 

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет»

Кафедра Радиотехники и Радиосистем

Лабораторная работа №1.

“Отражение и преломление электромагнитных волн на

 границе раздела двух диэлектрических сред”.

                                                                                                 Выполнил:      

                                                                                                 студент гр. МТС-105

                                                                                                 

                                                                                                 Проверил:

                                                                                                 

Владимир 2008

Цель работы: Исследование явлений, возникающих при падении электромагнитной волны на плоскую границу раздела двух диэлектрических сред.

Ход работы.

1.  Измерение зависимости угла преломления, коэффициентов отражения и преломления от угла падения волны из воздуха в диэлектрик при параллельной поляризации. Для этого необходимо:

- установить антенны для работы на параллельной поляризации;

- ориентировать полуцилиндр плоской гранью к передающей антенне;

Необходимые измерения:

  А) Определить углы и уровни сигнала, соответствующие максималь-

        ной  амплитуде отражённой(φ_о, А_о) и преломленной(φ_п, А_п) волн 

        при различных углах падения(φ).

  Б) Определить амплитуду сигнала (А_М), отражённого от металличес- 

       кого экрана, установленного на плоской грани полуцилиндра. Она

       определяется усреднением 5-6 значений, соответствующих углам

       падения, равномерно распределённым в секторе 40-60°.

  В) Коэффициенты отражения и преломления:

        ,                

2.  Аналогично проводится измерение зависимости угла преломления, коэффициентов отражения и преломления от угла падения волны из воздуха на диэлектрик при нормальной поляризации. Необходимо лишь установить антенны для работы с нормальной поляризацией.

3.  Измерение зависимости угла преломления, коэффициентов отражения и преломления от угла падения волны из диэлектрика на границу раздела с воздухом при параллельной поляризации. Для этого необходимо:

- установить антенны для работы на параллельной поляризации;

- ориентировать полуцилиндр плоской гранью от передающей антенны.

Необходимые измерения:

  А) Определить углы и уровни сигнала, соответствующие максималь-

        ной  амплитуде отражённой(φ_о, А_о) и преломленной(φ_п, А_п) волн 

        при различных углах падения(φ).

       Б) Амплитуда отраженного сигнала (при R~1) (A_on) находится усред-

            нением  5-6 значений сигнала при φ>φ_П.В.О.

  В) Коэффициенты отражения и преломления:

        ,        

4.  Аналогично проводится измерение зависимости угла преломления, коэффициентов отражения и преломления от угла падения волны из диэлектрика на границу раздела с воздухом при нормальной поляризации. Необходимо лишь установить антенны для работы с нормальной поляризацией.

1.  Расчёт угла преломления.

1.1.  Рассчитаем и построим зависимость угла преломления от угла    падения для случая падения плоской волны из воздуха на поверхность диэлектрика (ε=2.6).

                

1.2.  Рассчитаем и построим зависимость угла преломления от угла падения для случая падения плоской волны из диэлектрика на границу раздела с воздухом.

         

2.  Расчёт углов Брюстера и угла полного внутреннего отражения.

2.1.  Угол Брюстера для случая падения волны из воздуха на поверхность  

              диэлектрика.

             °.

2.2. Угол Брюстера для случая падения волны из диэлектрика на

        границу раздела с воздухом.

             °.

       2.3. Угол полного внутреннего отражения.

              °.

3.  Расчёт коэффициента отражения.

3.1.  Рассчитаем и построим зависимость коэффициента отражения от угла падения волны из воздуха на диэлектрик при нормальной поля-

ризации.

3.2.  Рассчитаем и построим зависимость коэффициента отражения от угла падения волны из воздуха на диэлектрик при параллельной поляризации.

               

 

3.3.  Рассчитаем и построим зависимость коэффициента отражения от угла падения волны из диэлектрика на границу с воздухом при нормальной поляризации.

                 

 

3.4.  Рассчитаем и построим зависимость коэффициента отражения от угла падения волны из диэлектрика на границу с воздухом при параллельной поляризации.

 

4.  Расчёт коэффициента преломления.

4.1.  Рассчитаем и построим зависимость коэффициента преломления от угла падения волны из воздуха на диэлектрик при нормальной поля-

ризации.

              

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.  Рассчитаем и построим зависимость коэффициента преломления от угла падения волны из воздуха на диэлектрик при параллельной поляризации.

 

                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              

4.3.    Рассчитаем и построим зависимость коэффициента преломления от угла падения волны из диэлектрика на границу с воздухом при нормальной поляризации.

          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4.    Рассчитаем и построим зависимость коэффициента преломления от угла падения волны из диэлектрика на границу с воздухом при параллельной поляризации.