Лабораторная по ТОЭ. Лабораторная работа 10 исследование электромагнитного поля в прямоугольном волноводе вариант 10 Цели работы

• Название: Лабораторная работа 10 исследование электромагнитного поля в прямоугольном волноводе вариант 10 Цели работы
• Анкор: Лабораторная по ТОЭ
• Дата: 22.11.2021
• Размер: 294.5 Kb.
• Имя файла: Laba_10 (1).doc
• Тип: Лабораторная работа; #278924

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ



Лабораторная работа 10

по дисциплине

Основы теории электромагнитных полей и волн
Вариант 10

Выполнил студент учебной группы УБСС 2003

Комаров Михаил Дмитриевич

Москва

2021

Лабораторная работа № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ

Вариант №10


Цели работы:

1. 
   Изучение структуры поля волны Н₁₀ в прямоугольном волноводе.
   
2. 
   Расчёт основных параметров волны.
   
3. 
   Овладение методикой измерения основных характеристик волны.
   

Задание к расчётной части

Исходные данные:

f = 0,6 ГГц;

Вариант 1 Серебро (_c = 62 МСм/м);

Вариант 2 Медь (_м = 57 МСм/м);

Вариант 3 Латунь (_л = 39 МСм/м).

1. Сформулировать условия, которым должны удовлетворять поперечные размеры прямоугольного волновода для создания в нем на заданной частоте одноволнового режима работы и выбрать соответствующие этим условиям стандартные волноводы.

Основная волна прямоугольного волновода H₁₀, её критическая длина волны:



Распространение волны возможно при или

Чтобы другие типы волн не распространялись достаточно потребовать, чтобы не распространялись волны H₂₀ и H₀₁, для этого должны выполняться неравенства и , обычно принимают .

Длина волны заданного сигнала равна

Тогда условия для геометрических размеров волновода будут следующими и , Из таблицы стандартных размеров волноводов выбираем следующие:

a₁×b₁ = 330×165 мм²; a₂×b₂ = 381×190,5 мм²; a₃×b₃ = 408×204 мм².

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

Коэффициент затухания: ,

где – поверхностное сопротивление проводника.

Для серебра



Тогда коэффициенты затухания для трёх вариантов волноводов будут равны:







Таким образом, наименьшим затуханием для заданной частоты обладает волновод с размерами 408×204 мм².

3. Для выбранного в пункте 2 прямоугольного волновода рассчитать основные параметры волны Н₁₀ на заданной частоте, причем коэффициент затухания следует рассчитать для двух остальных типов металлов (вар. 2 и 3).

Определим коэффициенты затухания для оставшихся металлов:

Для меди



Коэффициент затухания для выбранного волновода, если его стенки покрыты медью:



Для латуни



Коэффициент затухания для выбранного волновода, если его стенки покрыты латунью:



Важнейшими параметрами волны Н₁₀ являются:

– критическая длина волны: ;

– продольное волновое число:

;

– длина волны в волноводе:

;

– характеристическое сопротивление:

, где – сопротивление вакуума;

.

– фазовая скорость , где ;



– скорость распространения энергии: