[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 11
Содержание:
Цель работы:
Задание для предварительного расчета
1. Рассчитать длину волны в волноводе l в в заданном диапазоне частот по варианту и построить график зависимости l в, как функцию частоты. Результаты расчетов внести в таблицу 2.
2. Рассчитать фазовую скорость волны Vф в заданном диапазоне частот ( по варианту) и построить график зависимости Vф от частоты. Результаты расчетов внести в таблицу 2.
3. Рассчитать значение напряженности электрического поля Еy (х) от координаты х и построить зависимость от координаты х. Результаты расчетов внести в таблицу 3.
Исходные данные для предварительного расчета в таблице 1.
Таблица 1. Исходные данные
а, мм Частоты генератора, ГГц
28,5 5,6 5,9 6,2 6,5 6,8
Контрольные вопросы
1. Почему в диапазоне СВЧ не используют для передачи энергии двухпроводные линии и коаксиальный кабель ?
2. Какими достоинствами обладает волновод ?
3. Какие волны называются электрическими и какие магнитными?
4. Какой смысл имеют индексы m и n в обозначениях Еmn и Нmn при описании полей в прямоугольном волноводе?
5. Что такое фазовая скорость? Почему Vф в волноводе больше скорости света?
6. Что такое групповая скорость? Почему она меньше скорости света?
Групповая скорость волны
7. Почему волна Н10 является основной ? Изобразите структуру поля волны Н10.
8. Что такое критическая частота? Рассчитайте критическую частоту данного типа волны для волновода с заданным поперечным сечением.
9. Как определяются токи в стенках волновода?
10. От каких факторов зависит мощность, переносимая по волноводу.
Процесс передачи энергии по волноводу рассмотрим на примере основной волны Н10
Учебная работа № 187065. Контрольная Электромагнитные поля и волны Лабораторная 3
Выдержка из похожей работы
Электромагнитные поля и волны
…..
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 …