Файл: Исследование электромагнитного поля в прямоугольном волноводе Чувствин М. Б проверил Худяков К. Н.docx

Скачать файл (0,18Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.03.2024

Просмотров: 27

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра технической электродинамики и антенн

Лабораторная работа №10

Исследование электромагнитного поля в прямоугольном волноводе

Выполнил: Чувствин М.Б

Проверил: Худяков К.Н

Москва 2008

Цельработы:

Изучение структуры поля волны Н₁₀в прямоугольном волноводе.
Расчет основных параметров волны.
Овладение методикой измерения основных характеристик волны.

Расчетнаячасть:

Таблица 1

№ вар.	f, ГГц	Металл, из которого изготовлен волновод
№ вар.	f, ГГц	вар. 1	вар. 2	вар.3
17	35	латунь	медь	серебро

Сформулироватьусловия,которымдолжныудовлетворятьпоперечныеразмерыпрямоугольноговолноводадлясозданиявнемназаданнойчастотеодноволновогорежимаработыивыбратьсоответсвующийэтимусловиямстандартныеволноводы.

Поперечные размеры прямоугольного волновода выберем из условия обеспечения одноволнового режима, то есть должны выполняться условия:

^ a  

2

b  ^

2 ,

где

λ – длина волны, определяема по формуле:

  ^c

f

  8.571  10^³м _,

где с – скорость света, а f – частота волны, тогда:

4.3  a  8.6

в миллиметрах.

b  4.3 _,

Выберем, удовлетворяющие этим условиям, волноводы, согласно [1], с.5:

таблица 2

№	a*b, мм
10	4.4*2.2
11	5.2*2.6
12	6.2*3.1
13	7.2*3.4

Для выбранных в пункте 1 прямоугольных волноводов рассчитать на заданной частоте(таблица 1) коэффициент затухания, обусловленный потерями в стенках волноводов(при расчете считать , что волноводы заполнены идеальным диэлектриком, и стенкиволноводов выполнены из металла, указанного в таблице 1, вар. 1). По результатамрасчетов выбрать волновод, обеспечивающий минимальное значение коэффициентазатухания.

Коэффициент затухания α будем рассчитывать по формуле:

R
²^^b ^²

 

1 

S _

bZ_c



a _2a _
,

где: R_S – поверхностное сопротивление, равное:
R_S

,

Z_c – сопротивление вакуума, равное:
Z_c

,

и константы:

   1.2610^⁶^Гн

0
м

  39
  8.85

МСм м

 12 ^Ф

10

м _,

Рассчитаем коэффициент затухания для волноводов из таблицы 2 для латуни:

 ₁₀ 0.662 ^дБ

м _,

 ₁₁ 0.182 ^дБ

м _,

 ₁₂ 0.105 ^дБ

м _,

 ₁₃ 0.077 ^дБ

м _.

Вывод: волновод № 13 с размерами 7.2*3.4 обеспечивает минимальный коэффициент затухания.

Для выбранного в пункте 2 волновода рассчитать основные параметры волны Н₁₀назаданной частоте (таблица 1), причем коэффициент затухания следует рассчитатьдлядвух остальныхтипов металлов,указанныхвтаблице 1.

критическая длина волны:

 _кр 2a

 _кр 0.014 м

продольное волновое число:

2

  k
  585.999

k 



длина волны в волноводе:

  ^

  0.011 м

характеристическое сопротивление:

Z_c

Z_c

10

фазовая скорость:

Z_c 4.191  10⁵Ом

^H10

 _ф^

  ¹

  4.191  10⁵^мс

скорость распространения энергии:

 _э  
 ^²



1

_2a _

коэффициент затухания:

 _э 2.696  10⁵

R
²^^b

м с
^²

 

1 

S _

bZ_c



a _2a _

для латуни (σ=39 МСм/м):

для меди (σ=57 МСм/м):

для серебра (σ=62 МСм/м):

дБ

 ₁₃ 0.077 _м

м
 ₁₃ 0.064 ^дБ

м
 ₁₃ 0.061 ^дБ

Выводпорасчетнойчасти: волновод № 13 с рамерами 7.2*3.4 выполненный из серебра

обеспечивает минимальный коэффициент затухания.

Содержаниеработы:

Измерить распределение амплитуды напряженности электрического поля волны вдоль широкой стенки волновода.
Измерить распределение амплитуды напряженности электрического поля волны вдоль оси волновода в режиме стоячей волны.
Измерить длину волны, фазовую скорость и скорость распространения энергии в заданном диапазоне частот.