[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 8
Содержание:
Электромагнитные поля и волны
Билет №10
Плоские электромагнитные волны в реальных средах. Амплитудные и фазовые соотношения. Расчет коэффициента затухания и фазовой постоянной в реальных средах.
Задача 1
Волна H распространяется в пустом ( =1, =1) круглом волноводе радиусом 1 см. Длина волны генератора, возбуждающего волновод — = 3 см. Определить:
1. Критическую длину волны.
2. Отношение фазовой скорости к скорости света.
3. Продольную постоянную распространения.
4. Характеристическое сопротивление волновода.
Исходные данные:
=1,
=1,
R=1 см,
= 3 см,
Задача 2
Резонатор выполнен из отрезка прямоугольного волновода сечением 23×10 мм . Резонансная частота равна f = 10 ГГц. Амплитуда напряженности электрического поля E = 10 В/м.
Определить:
1. Длину резонатора, если в нем возбуждается колебание H .
2. Длину резонатора, если в нем возбуждается колебание H .
3. Максимальную энергию электрического поля, запасаемую в резонаторе для колебания H .
Учебная работа № 187073. Контрольная Электромагнитные поля и волны, 10 билет
Выдержка из похожей работы
Электромагнитные поля и волны
…..
Таблица исходных данных
λкр=2b
H0, A/м
εr
μr
a, мм
b,мм
f1 , ГГц
f2, ГГц
5
1
1
80
40
2
5
Задание
. Используя уравнения Максвелла, найти
комплексные амплитуды всех остальных, не заданных в условии задачи,
составляющих векторов Е и Н.
. Определить диапазон частот, в котором
рассматриваемое поле представляет собой волну, бегущую вдоль оси z.
. Записать выражения для мгновенных
значений всех составляющих векторов полей. Рассчитать и построить графики
зависимостей мгновенных значений составляющих полей от координаты z
(при x=a/3,
y=b/3)
в два момента времени: t1=0
и t2=T/4
в интервале 0≤z≤2Λ, где
Λ
— длина
волны в волноводе на частоте f2.
Задание этого пункта выполняется для двух частот: f1иf2
. Проверить выполнение граничных условий
на стенках волновода(при x=0; aи
y=0; b)
. Определить максимальные значения
плотностей продольного и поперечного поверхностных токов на всех стенках
волновода на частоте f2
. Вычислить средний за период поток
энергии через поперечное сечение волновода на частоте f2
. Определить фазовую скорость Vф
и скорость распространения энергии волны Vэ
на частоте f2.
Рассчитать и построить графики зависимостей этих скоростей от частоты.
. Нарисовать структуру векторных линий
полей и эпюры токов на стенках волновода.
.2
Задача 2
На рисунке показано продольное сечение плоского
световода (ε1),
помещенного в неограниченную среду с диэлектрической проницаемостью ε2.
Известны выражения для составляющих векторов поля:
В среде 1:
В среде 2:
Где А и В — постоянные, имеющие размерность
амплитуды поля, γ и α
— поперечные волновые числа средах 1 и 2, β — коэффициент
фазы волны.
Таблица исходных данных:
μr1=
μr2=1;
σ1=σ2=0
εr1
εr2
2h,
мкм
f, ТГц
P(1), мВт
P(2),
мВт
2.25
1
1
330
1
—
Задание:
1. С помощью уравнений
Максвелла записать выражение для всех остальных, не заданных в условии задачи,
составляющих векторов в средах 1
и 2.
. На основе граничных условий
и связи поперечных волновых чисел с коэффициентом распространения b составить уравнения для
определения поперечных волновых чисел . Решить полученные уравнения
относительно .
. Определить обеспечивается
ли одноволновый (одномодовый) режим работы световода на частоте f . Если
условия одноволновости не выполняется, определить максимальную толщину
световода для его выполнения.
. Определить параметры , а также,
используя заданную величину Р(1), определить постоянные А и В для
низшего типа волны.
. Рассчитать и построить
зависимости амплитуд всех составляющих полей от координаты Х для низшего типа
волны в средах 1 и 2.
. Определить процентное
соотношение мощностей Р(2) и Р(1), проходящих через
поперечное сечение сред 1 и 2 для низшего типа волны.
. Заменить плоский световод
волоконным диаметром 2h с параметрами er1, mr1,
окруженным защитной оболочкой с параметрами er2, mr2. В этом
случае:
7.1. определить, обеспечивается ли при
заданных параметрах световода и частоте f
одноволновый (одномодовый) режим работы световода на волне основного (низшего)
типа НЕ11, для которой lкр = ¥;
7.2. если условие одноволновости не выполняется,
определить минимальную необходимую диэлектрическую проницаемость защитной
оболочки световодаer2
для его выполнения;
.3. изобразить структуру поля основного
типа волны НЕ11 в поперечном сечении волновода
2. Выполнение
задачи № 1 Yandex.RTB R-A-98177-2
(function(w, d, n, s, t) {
w[n] = w[n] || [];
w[n].push(function() {
Ya.Context.AdvManager.render({
blockId: «R-A-98177-2»,
renderTo: «yandex_rtb_R-A-98177-2»,
async: true
});
});
…