[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 10
Содержание:
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСЧЕТА.
Для прямоугольного волновода сечением a b мм, заполненного различными средами (см. таблицу 2), рассчитать для заданных в таблице 1 вариантов частоты f : коэффициент затухания α, фазовую постоянную β, модуль характеристического сопротивления , длину волны и фазовую скорость в прямоугольном волноводе, заполненного средой. Определить эквивалентную проводимость среды . В качестве исследуемых сред используются немагнитные среды. Относительная магнитная проницаемость m для немагнитных сред всегда равна единице .
Частота, ГГц – 8,15 = 8,15*106(Гц)
Среда
Текстолит
Дерево
Примечание: при проведении расчетов:
; ; а =23 мм; в = 10 мм.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ.
ЗАДАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
Решение:
1) Среда текстолит:
2) Среда дерево:
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какая волна называется плоской волной? При каком условии электромагнитную волну можно считать плоской волной?
2.Какие среды называют идеальными, какие реальными? Приведите примеры идеальных и реальных сред.
3. Чем обусловлены потери энергии электромагнитной волны в диэлектрике, проводнике и вакууме?
4. Поясните физический смысл коэффициента затухания и фазовой постоянной.
5. Что называют длиной волны и периодом колебаний?
6. Записать уравнение плоской волны для электрического и магнитного полей в идеальной среде.
7. Записать уравнение плоской волны для электрического и магнитного полей в реальной среде.
8. Поясните физический смысл тангенса угла потерь.
9. Какое физическое явление используется для измерения диэлектрической проницаемости?
10. Какое физическое явление используется для измерения коэффициента затухания?
Учебная работа № 187061. Контрольная Электромагнитные поля и волны Лабораторная 1
Выдержка из похожей работы
Электромагнитные поля и волны
…..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: f1
и f2
. Проверить выполнение
граничных условий на стенках волновода (при x=0; a и 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.
1.2 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
320
–
0.01
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 = ¥;
.2. если условие одноволновости
не выполняется, определить минимальную необходимую диэлектрическую
проницаемость защитной оболочки световода er2 для его выполнения;
.3. изобразить структуру поля
основного типа …