[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 8
Содержание:
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследование диаграммы направленности элементарных электрического и магнитного излучателей.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСЧЕТА.
1) Элементарный электрический излучатель возбуждён током, амплитуда которого I, а частота f МГц. Определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей в точке, расположенной на расстоянии r [ км ] от него, под углами q 1, q 2, q 3, q 4. Длина излучателя ℓ [ cм ], (см. табл. 1), среда, в которой находится элементарный электрический излучатель, — вакуум.
(e а = e 0 = 8,85 * 10-12 [ Ф / м ], а = 0 = 4 * 10-7 [Гн / м])
2) Используя принцип перестановочной двойственности, определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей для элементарного магнитного излучателя, при заданных размерах S, где S – площадь витка (рамки).
Частота [МГц] – 100
Амплитуда тока I [ A] – 1
Расстояние r [ км] – 1
Длина излучателя ℓ[см] – 15
q 10 – 5
q 20 – 35
q 30 – 65
q 40 – 120
S [ см2] – 225
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое элементарный электрический излучатель?
2. Что понимают под элементарным магнитным излучателем?
3. Что такое вектор Пойнтинга?
4. Как определяют направление вектора Пойнтинга?
5. Дать понятие ближней и дальней зон
6. Каковы особенности полей в ближней и дальней зонах?
7. Что такое диаграмма направленности?
8. Что такое мощность и сопротивление излучения?
9. Сформулируйте принцип перестановочной двойственности.
Учебная работа № 187063. Контрольная Электромагнитные поля и волны Лабораторная 2
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. …