电磁波测向教学实验设计.pdf

【电磁波测向教学实验设计】是针对电磁场与波课程中天线方向图参数的教学实践，旨在帮助学生理解和体验天线参数的实际应用。实验设计包括目标信号源和天线测向装置的开发，使学生能够进行寻找目标位置的电磁波测向实验。通过将天线参数设计与实际工程应用相结合，实验不仅具有趣味性和知识性，而且在提高学生学习积极性方面效果显著。 在电磁场与波的课程中，天线的方向图是一个关键参数，对于某些专业甚至作为单独的课程进行教学。然而，精确测量天线参数的测试系统成本高昂，一些高校采用了仿真和虚拟实验的方法，也有学校开发了面向学生的简易实验测试系统。这些实验虽然让学生了解了方向图的测量方法，但难以直观理解参数的实际用途。本文介绍的实验设计解决了这个问题，学生可以自制测向天线，并利用天线方向图进行测向，查找和跟踪目标信号源的位置。 实验系统基于天线跟踪测向的原理，类似于捉迷藏游戏。在校园内的自然环境中，预先隐藏好若干信号源，定时发出规定的信号。实验者手持场强仪和测向天线，在规定时间内，测出隐蔽信号源的方位，通过徒步找到这些信号源。测向原理主要有最大值测向和零值点测向两种方法。最大值测向利用具有单向方向图的天线，当测向天线的最大值方向对准目标时，场强仪读数最大，从而判断出目标的方向。零值点测向则利用8字形方向图，其中零值位置的角度分辨率最高，有利于精确判断信号来波方向，但需要通过两个相距较远的测向点进行两次确认，以确定发射电台的准确方向。 这个实验设计为学生提供了亲自动手的机会，通过实际操作加深对天线参数的理解，增强了他们的工程实践经验。同时，这种互动式的学习方式提高了学生参与的积极性，有助于提升他们对天线理论和应用的知识掌握程度。电磁波测向教学实验设计是一种有效的教学手段，能够促进理论与实践的结合，提升学生在电磁波通信领域的技能和兴趣。