По прямоугольному волноводу который заполнен воздухом изготовленному из меди
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
По прямоугольному волноводу, который заполнен воздухом
, изготовленному из меди
(удельная электропроводимость ) и имеет длину L = 19 м, распространяется в одноволновом режиме сигнал, полностью поглощаемый нагрузкой и занимающий полосу частот до , где центральная частота полосы , относительная расстройка .
Для бегущей волны основного типа и частоты в начале волновода (z = 0) на его оси (х = 0,5а, у = 0,5b) комплексная амплитуда , где и .
ТРЕБУЕТСЯ:
Определить стандартные поперечные размеры волновода (таблица 2, МУ).
Для этого волновода рассчитать на краях полосы частот сигнала (который соответствует интервал длин волн от до , где ) коэффициент ослабления , обусловленный потерей мощности в материале стенок и коэффициент полезного действия К.
Рассчитать параметры бегущей по волноводу волны частоты (коэффициент фазы , фазовую скорость , скорость переноса энергии , длину волны в волноводе , характеристическое сопротивление ).
Написать формулы мгновенных значений всех компонент поля бегущей по волноводу волны частоты .
Получить выражения всех компонент поля волны для фиксированного момента времени , определяемого условием и построить для этого момента картины векторных линий поля в характерных поперечных (z = 0, ) и продольных (х = а/2, у = const) сечениях волновода.
Воспользовавшись заменой металла стенок волновода идеальным проводником, построить на их внутренней поверхности картины векторных линий плоскости поверхностного электрического тока , которые соответствуют картинам поля .
6. С учетом полученных в п. 7 картин векторных линий определить расположение элементов связи (зонд, петля, узкая щель, прорезанная в стенке) с волной рабочего типа волновода.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Поперечные размеры волновода.
Они выбираются из требования, чтобы энергия переносилась по волноводу каким либо одним типом волн. Обычно исходят из условия: и , при этом коэффициент перекрытия рабочего диапазона:
.
.
Определяем граничные длины волн диапазона:
где
- скорость света.
Определяем размеры волновода:
Выбираем по таблице 2, МУ стандартные поперечные размеры волновода: а = 23 мм, b = = 10 мм.
2. Коэффициент ослабления.
,
где
.
Для :
,
Для :
,
Определяем КПД волновода на краях полосы, как
,
где и - средние за период значения мощностей бегущей волны типа , проходящей соответственно через поперечное сечение в начале (z = 0) и в конце волновода (z = L).
, ,
.
Для :
Для :
.
3. Параметры бегущей волны (волна основного типа):
длина волны
;
коэффициент фазы
;
фазовая скорость
;
скорость переноса энергии
;
длина волны в волноводе
;
характеристическое сопротивление
.
4
. Формулы мгновенных значений компонент поля бегущей волны .
Постоянная величина находится из соотношения:
Для волны : m = 1, n = 0.
Находим:
.
Тогда:
.
5. Компоненты поля для момента , определяемого условием
Из этих выражений видно, что вектор Е имеет только одну составляющую и не зависит от координаты у. Векторные линии Е начинаются и оканчиваются на широких стенках волновода.
Вектор Н имеет 2 составляющие и , его векторные линии представляют собой замкнутые петли, которые лежат в сечениях y = const, параллельных плоскостях хОz.
Преобразуем выражения для составляющих поля.
Для поперечных сечений волновода:
при z = 0
= 0; = 0;,
при
; ; = 0.
Для продольных сечений волновода:
при
; ; = 0,
при
; ;
.
Картины векторных линий приведены на рисунке 2.1 (для Е – сплошные линии, для Н - пунктирные).
Т.к
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
