Министерство образования Российской Федерации Уральский государственный технический университет - УПИ
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА М...
103 downloads
236 Views
1MB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
Министерство образования Российской Федерации Уральский государственный технический университет - УПИ
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Методические указания к лабораторным работам 1,2 по курсу ''Электродинамика и распространение радиоволн'' для студентов всех форм обучения радиотехнических специальностей
Екатеринбург 2003
Составители: И.П.Соловьянова, С.Н.Шабунин Научный редактор доц.,канд. техн. наук М.П. Наймушин ЭЛЕКТРОДИНАМИКА: Методические указания к лабораторным работам 1,2 по курсу '''Электродинамика и распространение радиоволн '' / И.П.Соловьянова, С.Н.Шабунин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. 42с.
Даны описания двух лабораторных работ по курсу «Электродинамика и распространение радиоволн». Материал работ связан с разделами программы курса ''Направляемые волны'', ''Прямоугольный волновод'', ''Круглый волновод''. В описании каждой работы имеется краткий теоретический раздел и указана основная учебная литература. В каждой работе имеется расчетная часть, выполняемая при домашней подготовке, и экспериментальная часть, выполняемая в лаборатории. В конце описания каждой работы приводятся контрольные вопросы, которые могут предлагаться студентам при сдаче теоретического коллоквиума и на зачете по лабораторному практикуму. В приложении приведены графические обозначения элементов.
© Уральский государственный технический университет - УПИ, 2003 2
Работа №1 Исследование основной волны Н10 в прямоугольном волноводе Цель работы: исследование основной волны Н10 в прямоугольном волноводе. Экспериментальное определение распределения амплитуд составляющих векторов поля в волноводе.
1. Условие распространения волны Н10 Прямоугольный волновод (рис. 1) представляет собой металлическую трубу прямоугольного сечения, полую или заполненную диэлектриком, предназначенную для передачи мощности СВЧ.
Рис. 1. Прямоугольный волновод В прямоугольном волноводе могут распространяться волны электрических (Emn, m, n) и магнитных (Hmn, m, n) типов. Индексы m и n могут принимать любые значения кроме m=0, n=0 для обоих типов волн, а также m=0 или n=0 для волн магнитного типа. У волны электрического типа Еmn вектор напряженности электрического поля имеет продольную составляющую Еz (совпадающую с направлением распространения) и поперечные составляющие, а вектор r
напряженности магнитного поля H - только поперечные составляющие. У волны r
типа Нmn вектор напряженности магнитного поля H имеет продольную и
r
поперечные составляющие, вектор напряженности электрического поля E - только поперечные. Электромагнитная волна типа Еmn или Нmn распространяется по волноводу, если выполняется условие f > f крmn для частоты или λ < λ mn кр для длины 3
волны, где f = c / λ0 - рабочая частота в Гц, с – скорость света в вакууме (с=3.108 м/с), λ0 –длина плоской однородной волны в вакууме в метрах. Длина волны в неограниченной среде с относительной диэлектрической и магнитной проницаемостью ε и µ рассчитывается по формуле λ λ= 0 . εµ Критическая частота f крmn волны типа Emn (Hmn) зависит от размеров волновода, типа колебания и материала, заполняющего волновод. f крmn =
c εµ
⋅
I
λ
mn
,
(1)
кр
где λ - критическая длина волны типа Emn(Hmn); mn кр
λкрmn =
2 2
⎛m⎞ ⎛n⎞ ⎜ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ a ⎠ ⎝b⎠
(2)
2
В приведенных выше формулах m и n – индексы, показывающие число вариаций (полуволн) компонентов поля соответственно вдоль осей x и y; a и b – внутренние поперечные размеры волновода (рис.1). Волну, обладающую в волноводе заданных размеров a и b наименьшей критической частотой, называют основной волной. Все остальные волны называют волнами высших типов. Из формулы (2) следует, что при а > b основной волной прямоугольного волновода будет волна H10, при a < b – волна H01. Будем считать, что выполняется условие a > b (рис.1). Рассмотрим основную волну H10 , для которой: f крmn =
mn λ кр = 2⋅а ,
c 1 ⋅ εµ 2 ⋅ a
(4)
Следующей по критической частоте будет волна Н20, если выполняется условие ba/2. Диапазон частот, при котором в волноводе может распространяться только основная волна Н10, задается неравенством: f крH 20 =
с 1 ⋅ , εµ а
если b < a / 2
f крH10 < f
f крmn
(2)
- критическая частота волн типа Нmn и Еmn.
Критическая длина волны для типов Нmn и Еmn определяется формулами: E mn λ кр =
2⋅π ⋅a ξ mn
19
(3)
λ Hmn mn = где
2⋅π ⋅a η mn
(4)
ξ mn - n-й корень функции Бесселя m-го порядка; η mn - n-й корень производной функции Бесселя m-го порядка;
а - радиус волновода. Значения нескольких первых корней ξ mn и η mn приведены соответственно в табл.1 и 2. Таблица 1
Таблица 2
Нули функций Бесселя ξ mn
Нули производной функции Бесселя η mn
m
0
1
2
m
0
1
2
n=1
2.405
3.832
5.135
n=1
3.832
1.841
3.054
n=2
5.520
7.016
8.417
n=2
7.016
5.335
6.705
Наибольшую критическую длину волны имеет тип Н11: H11 λ кр = 3,41 ⋅ a
(5)
Волна Н11 является основной волной круглого волновода. Следующими по величине критической длины волны являются волны типа Е01 и Н21: Е 01 λ кр = 2,61 ⋅ a
(6)
Н 21 λ кр = 2,06 ⋅ a .
(7)
Диапазон частот, в котором распространяется только основная волна Н11, составляет: f крН11 < f < f крЕ 01 .
(8)
f крЕ 01 < f < f крH 21
(9)
В диапазоне частот в круглом волноводе на одной и той же частоте могут распространяться одновременно две волны: Е01 и Н11. Волновод, в котором обе волны возбуждены и совместно распространяются, будем называть в дальнейшем двухволновым. 2.Структура поля основной волны Н11 в круглом волноводе Мгновенные значения составляющих векторов поля бегущей волны Н11 в бесконечном или идеально согласованным волноводе описываются формулами:
20
⎧ ⎛ 1,841 ⎞ r ⎟ ⋅ cos (ϕ ) ⋅ cos ωt − β 11 z , ⎪H z = H 0 ⋅ J 1 ⎜ ⎠ ⎝ a ⎪ 11 ⎪ λ ⎪ H r = − H 0 ⋅ кр ⋅ J 1' ⎛⎜ 1,841 r ⎞⎟ ⋅ cos (ϕ ) ⋅ sin ωt − β 11 z ⎪ λ B11 ⎠ ⎝ a ⎪ 11 λ кр а 1 ⎪ ⎛ 1,841 ⎞ r ⎟ ⋅ sin (ϕ ) ⋅ sin ωt − β 11 z , ⋅ ⋅ J1 ⎜ ⎨ H ϕ = − H 0 ⋅ 11 ⋅ λ В 1,841 r ⎠ ⎝ a ⎪ 11 ⎪ λ кр а 1 ⎛ 1,841 ⎞ 11 ⎪ E r = −W H ⋅ H 0 ⋅ J ⋅ ⋅ ⋅ r ⎟ ⋅ sin (ϕ ) ⋅ sin ωt − β 11 z , ⎜ 1 11 ⎪ λ В 1,841 r ⎠ ⎝ a ⎪ 11 λ кр ⎪ ' ⎛ 1,841 ⎞ 11 11 ⎪ E ϕ = W H ⋅ H 0 ⋅ 11 ⋅ J 1 ⎜ a r ⎟ ⋅ cos (ϕ ) ⋅ sin ωt − β z , λB ⎠ ⎝ ⎩
(
)
(
)
(
)
(
(
(10)
)
)
где Н0-амплитуда, определяемая мощностью источника возбуждения; ⎛ 1,841 ⎞ J1 ⎜ r⎟ ⎝ a ⎠
и
⎛ 1,841 ⎞ J1' ⎜ r ⎟ - функция и производная функции Бесселя ⎝ a ⎠
первого порядка от аргумента 1.841 r ; a
λ 11 B - длина волны Н11, определяемая формулой
λB11 =
2⋅π β = 11 λB 11
λ ⎛ λ ⎞ 1− ⎜ ⎟ ⎝ 3,41a ⎠
2
;
(11)
постоянная распространения волны Н11; WH11 - характеристическое сопротивление волны Н11, определяемое
формулой, (12)
WH11 =
W = 377 µ ε -
сопротивление плоской
W 2
,
характеристическое ⎛ λ ⎞ 1− ⎜ ⎟ ⎝ 3,41a ⎠ однородной волны в
неограниченном пространстве,, заполненном тем же диэлектриком, что и волновод.
21
Как видно из выражений (10), в бегущей волне фазы составляющих векторов поля изменяются во времени и пространстве по закону ωt − β11 z.
Амплитуды остаются неизменными вдоль оси z волновода и зависят только от поперечных координат r, ϕ. В
волноводе,
короткозамкнутом
идеально
проводящей
пластиной,
устанавливается режим стоячей волны. Мгновенные значения составляющих векторов поля определяются формулами: ⎧ ⎛ 2⋅π ⎞ ⎛ 1,841 ⎞ r ⎟ ⋅ cos(ϕ ) ⋅ sin ⎜⎜ 11 z ⎟⎟ ⋅ sin (ωt ), ⎪H z = −2H 0 ⋅ J 1 ⎜ ⎝ a ⎠ ⎝ λB ⎠ ⎪ ⎪ λ 11 ⎪H = −2H ⋅ кр ⋅ J ' ⎛⎜ 1,841 r ⎞⎟ ⋅ cos(ϕ ) ⋅ cos⎛⎜ 2 ⋅ π z ⎞⎟ ⋅ sin (ωt ), 1 0 ⎜ λ 11 ⎟ ⎪ r λ 11 ⎠ ⎝ a B ⎝ B ⎠ ⎪ 11 λ кр ⎛ 2⋅π ⎞ ⎪ a 1 ⎛ 1,841 ⎞ ⋅ ⋅ J1 ⎜ r ⎟sin (ϕ ) ⋅ sin ⎜⎜ 11 z ⎟⎟ ⋅ sin (ωt ), ⎨H ϕ = 2H 0 ⋅ 11 ⋅ λ B 1,841 r ⎝ a ⎠ (13) ⎝ λB ⎠ ⎪ 11 ⎪ λ ⎪E = −2W 11 ⋅ H ⋅ кр ⋅ a ⋅ 1 ⋅ J ⎛⎜ 1,841 r ⎞⎟ ⋅ sin (ϕ ) ⋅ sin ⎛⎜ 2 ⋅ π z ⎞⎟ ⋅ cos(ωt ), 1 r H 0 ⎜ λ 11 ⎟ ⎪ 1,841 r ⎝ a λ 11 ⎠ B ⎝ B ⎠ ⎪ 11 λ кр ' ⎛ 1,841 ⎞ ⎛ 2⋅π ⎞ ⎪ 11 = ⋅ ⋅ ⋅ J1 ⎜ E 2W H r ⎟ ⋅ cos(ϕ ) ⋅ sin ⎜⎜ 11 z ⎟⎟ ⋅ cos(ωt ). H 0 ⎪ ϕ 11 λB ⎝ a ⎠ ⎝ λB ⎠ ⎩
Амплитуды составляющих векторов поля в стоячей волне изменяются вдоль оси волновода по гармоническому закону. На данной частоте положение точек максимальной амплитуды (пучностей стоячей волны) и точек нулевой амплитуды (узлов стоячей волны) фиксировано относительно плоскости короткого замыкания и не изменяются во времени. В пучностях амплитуды соответствующих составляющих векторов поля удваиваются по сравнению с режимом бегущей волны. В режиме стоячей волны можно экспериментально измерить длину волны в волноводе как удвоенное расстояние между узлами или пучностями какой-либо составляющей поля. Фазы составляющих векторов поля не зависят от координаты z, изменяясь только во времени по закону ωt . Но если амплитуде приписывать только положительные значения, то можно считать, что фаза в узлах стоячей волны
22
скачком меняется на π. Фазы векторов электрического и магнитного полей сдвинуты на π 2 (во времени на четверть периода). Картина силовых линий векторов поля волны Н11 в короткозамкнутом волноводе в момент времени, когда и электрическое, и магнитное поля не равны нулю, показана на рис.2. 3.Структура поля волны Е01 в круглом волноводе Волна Е01 является высшей по сравнению с Н11 в круглом волноводе. Поле бегущей волны Е01 записывается следующим образом:
⎧ ⎛ 2,405 ⎞ r ⎟ ⋅ cos ωt − β 01z , ⎪E z = E 0 ⋅ J 0 ⎜ ⎝ a ⎠ ⎪ 01 ⎪⎪ λ кр ⎛ 2,405 ⎞ r ⎟ ⋅ sin ωt − β 01z , ⎨E r = − E 0 ⋅ 01 ⋅ J1 ⎜ λ a ⎝ ⎠ B ⎪ 01 ⎪ λ 1 ⎛ 2,405 ⎞ ⎪H ϕ = 01 ⋅ E 0 кр r ⎟ ⋅ sin ωt − β 01z , ⋅ J1 ⎜ 01 ⎪⎩ WE λB ⎝ a ⎠
(
)
(
)
(
где
)
λ 01 - длина волны Е01 в волноводе, определяемая формулой
λ = 01 B
2⋅π β = 01 λB
(14)
(15)
λ ⎛ λ ⎞ 1− ⎜ ⎟ ⎝ 2,61a ⎠
2
;
- постоянная распространения волны Е01;
01
⎛ 2,405 ⎞ ⎝ a ⎠
и ⎛ 2,405 ⎞ ⎝ a ⎠
-функция Бесселя нулевого и первого
J0 ⎜ J1 ⎜ r⎟ порядка отr ⎟аргумента 2,405 r; a
WE11 - характеристическое сопротивление волны Е01, определяемое формулой:
WE01 =
W ⎛ λ ⎞ 1− ⎜ ⎟ ⎝ 2,61a ⎠ 23
2
(16)
Рис.2. Структура поля стоячей волны Н11
Рис.3. Структура поля стоячей волны Е01
Поле стоячей волны Е01 круглого волновода описывается формулами:
(17)
⎧ ⎛ 2⋅π ⎞ ⎛ 2,405 ⎞ r ⎟ ⋅ cos⎜⎜ 01 z ⎟⎟ ⋅ cos(ωt ), ⎪E z = 2E 0 ⋅ J 0 ⎜ ⎝ a ⎠ ⎝ λB ⎠ ⎪ 01 ⎪ λ кр ⎛ 2,405 ⎞ ⎛ 2⋅π ⎞ ⎪ r ⎟ ⋅ sin ⎜⎜ 01 z ⎟⎟ ⋅ cos(ωt ), ⎨E r = −2E 0 ⋅ 01 ⋅ J1 ⎜ λB ⎝ a ⎠ ⎝ λB ⎠ ⎪ 01 ⎪ λ ⎪Hϕ = −2 1 ⋅ E 0 ⋅ кр ⋅ J1 ⎛⎜ 2,405 r ⎞⎟ ⋅ cos⎛⎜ 2 ⋅ π z ⎞⎟ ⋅ sin (ωt ). 01 ⎜ λ 01 ⎟ ⎪⎩ λ 01 WE ⎝ a ⎠ B ⎝ B ⎠
24
Картина силовых линий векторов поля волны Е01 в короткозамкнутом круглом волноводе показана на рис.3. Из формул (14), (17) и рис.3 видно, что поле волны Е01 является симметричным относительно оси волновода. 4.Описание лабораторной установки Лабораторная работа выполняется в два этапа: 1) Исследование волныН11 в одно-волновом волноводе; 2) Исследование волн Н11 и Е01 в двух волновом Лабораторная установка для исследования волны Н11 изображена на рис.4. Модулированные по амплитуде частотой 1 кГц колебания от СВЧ генератора через коаксиально-волноводный переход (КВП) (1) поступают в плавный переход (2) от прямоугольного волновода к круглому. Чертеж перехода показан на рис.5,а. В переходе (2) основная волна Н10 прямоугольного волновода на рис.5,а. В переходе (2) основная волна Н10 прямоугольного волновода преобразуется в основную волну Н11 круглого волновода. Переход (2) через секции (3), (5) круглого волновода сообщается с вращающейся секцией (6). В лабораторной работе могут быть использованы два вида вращающихся секций (6): с поперечной щелью для измерения амплитуды азимутальной составляющей магнитного поля H mϕ или со штырем для измерения амплитуды радиальной составляющей электрического поля Еmr. ЭДС, наводимая на щели или штыре, возбуждает отрезок прямоугольного волновода с детекторной камерой (1). Выделенная детектором низкочастотная огибающая сигнала поступает через разъем (8) и коаксиальный кабель на линейный НЧ усилитель со стрелочным прибором. Показания прибора, обозначим их через U, в силу квадратичности детектирования при малых сигналах пропорциональны квадрату измеряемой амплитуды (U∼ H 2mϕ или U∼ E 2mr ) в месте расположения щели или штыря соответственно. Секция (6) установлена в специальных секциях (5) и (10). Угол поворота отсчитывается с помощью лимба (9). Секция (10) связана с прижимным устройством (11), позволяющим легко извлекать вращающуюся секцию (6) и обеспечивающим постоянство контакта во фланцах. Стоячая волна в волноводе образуется с помощью подвижного короткозамыкающего поршня (12). Вся установка смонтирована на основании (13) с помощью стоек (14).
25
Рис.4. Конструкция лабораторной установки с возбудителем волны Н11
Во второй части работы вместо перехода (2) устанавливается возбудитель двухволнового режима, состоящий из скачкообразного перехода от прямоугольного волновода к круглому (рис.5,б). В этом переходе, являющемся деталью вращающегося сочленения, происходит преобразование волны Н10 прямоугольного волновода в симметричную волну Е01 круглого волновода. При этом наряду с волной Е01 возбуждается и распространяется волна Н11. Подсоединение секций проводится с помощью направляющих штифтов так,, что ориентация силовых линий векторов поля волны Н11 в волноводе (5) оказывается одинаковой и в первой и во второй частях работы. Таким образом, положениемаксимумов и нулей в угловом распределении поля волны Н11, определенное на первом этапе работы, сохраняется при исследованиях на втором этапе.
26
Рис.5. Переходы от прямоугольного волновода: а) - плавный;
б) - скачкообразный
Для подавления волны Н11 используется металлическое кольцо периметром (1,1+1,2) λ 0 . Кольцо возбуждается составляющей E ϕ волны Н11 и при определенном диаметре становится резонансной системой, закорачивающей волновод для волны Н11. Волна этого типа отражается к генератору. У волны E 01 ϕ -я составляющая электрического поля равна нулю, его силовые линии радиальны
27
и лежат в плоскости кольца и волна Е01 распространяется по волноводу. Наблюдается явление фильтрации типа волны. В секции (3) установлен поглотитель электромагнитной энергии (4), который подавляет паразитные резонансы в волноводе, возникающие из-за неоднородностей в тракте. 5.Домашнее задание 1. Определить диапазон частот, в котором в волноводе диаметром 2а=30мм могут одновременно распространяться волны Н11 и Е01. 2. Рассчитать длины волн λ 11B и λ 01 B в круглом волноводе диаметром 2а=30мм на заданной (табл.3) частоте 3. Построить нормированные графики распределения поперечных составляющих напряженности поля для волн Е01 и Н11 в короткозамкнутом волноводе, начиная от 11 точки короткого замыкания, на расстоянии не менее λ 01 B . Отметить значения λ B и
λ 01 B .
4. На основании п.3 построить распределение суммарного поля в двухволновом волноводе при условии, что амплитуды волн Е01 и Н11 одинаковы. Построить распределения модуля суммарного поля вдоль азимутальной координаты 0 ≤ ϕ ≤ 2π в трех сечениях продольной координаты: z = λ 11B 4 , z = λ 11B 2 и z = λ 01 B 2 . Точка z = 0 соответствует точке короткого замыкателя. 1
N бр. f (ГГц)
2
8,9
9,1
Таблица 3. 3 4 9,3
9,5
6.Лабораторное задание Вариант выполнения задания – измерение H mϕ или E mr – указывается преподавателем. Порядок измерений в обоих случаях один и тот же. Ниже описывается измерение H mϕ с помощью секции (6) со щелью. 1. Включить приборы и после прогрева настроить генератор на заданную частоту. 2. Исследовать поле стоячей волны Н11, для чего: а) собрать установку согласно рис.4,а. Поворачивая секцию (6), найти положение ϕmax, при котором сигнал на выходе усилителя максимален. Передвигая поршень 12 с шагом 2-3 мм, снять зависимость 28
U 11 ∼ H 11 mϕ
2
= f (z )
на интервале не менее чем λ 11B . Построить график зависимости
U11 ~ 11 2 = H = f (z ) mϕ U11 max
~
~
Отметить значения zmax, при которых H11mϕ = H11mϕmax = 1; б) установить поршень 12 в одно из положений zmax, определенных в п.2а. Поворачивая секцию 6, снять зависимость U11 ∼ H 11 mϕ
2
= f (ϕ ) .
Качественно построить график
U
U
11
~ = H
11 max
11 2 mϕ
= f ( z)
~
~
~
Отметить значения углов ϕ0 и ϕmax, при которых H11mϕ = 0 и H11mϕ = H11mϕmax = 1 соответственно. 3. Исследовать волну Е01 круглого волновода. Для этого снять плавный переход от прямоугольного волновода к круглому. В секцию (3) круглого волновода поставить резонансное кольцо рассчитанного диаметра. Установить возбудитель двухволнового режима в виде скачкообразного перехода от прямоугольного волновода к круглому с той же ориентацией прямоугольного волновода, что и в п.2. В этом случае поляризация волны Н11 сохраняется. Повернуть вращающуюся часть круглого волновода в положение ϕ = ϕ0, где щель возбуждается только волной Е01. Передвигая поршень с шагом 2-4мм во всем диапазоне его перемещения, снять зависимость U 01 ∼ H 01 mϕ
2
= f (z ) .
Качественно построить график полученной зависимости и определить длину волны λ 01 B . 4. Исследовать явление фильтрации волны Е01. Для этого установить короткозамыкающий поршень в положение, соответствующее минимальному значению напряженности поля волны Е01 из п.3. Поворачивая вращающуюся секцию вокруг оси круглого волновода, снять зависимость 29
U∼ H mϕ
2
= f (ϕ ) .
Отметить максимальное значение полученной зависимости U1. 5. Не изменяя уровень выходной мощности генератора СВЧ, снять двухволновый возбудитель. Удалить из круглого волновода резонансное кольцо. Вновь установить двухволновой возбудитель на прежнее место. Поворачивая вращающуюся секцию (6), снять зависимость U∼ H mϕ
2
= f (ϕ )
при том же положении поршня, что и в п.4. Отметить U2=Umax. 6. Рассчитать степень подавления волны Н11 резонансным кольцом по формуле
R = 10 ⋅ lg(U 2 U 1 ), дБ.
7. Содержание отчета. Отчет по работе должен содержать: 1.Цель работы. 2.Расчеты и рисунки, выполненные при домашней подготовке. 3.Структурную схему лабораторной установки в соответствии с положением. 4.Экспериментальные результаты в виде таблиц. В таблицах должны быть приведены координаты ϕ и z, измеренные значения в абсолютных единицах и нормированные значения напряженности полей. 5.Графики нормированных напряженностей поля вдоль продольной и азимутальной координат. Отметить длину волн типа Н11 и Е01 в волноводе. 6.Выводы, содержащие сравнения расчета и эксперимента с необходимыми пояснениями. 8. Контрольные вопросы. 1.Какая волна является основной в круглом волноводе и почему?
Как
определить диапазон работы на основном типе волн; на двух типах Н11 и Е01? Как изменятся эти диапазоны, если волновод заполнить диэлектриком? 2.Как зависят от частоты фазовые и групповые скорости, длины волн, характеристические сопротивления волн Н11 и Е01 в круглом волноводе? 3.Изобразите структуру поля бегущей волны Н11 в произвольный момент времени. Как изменится картина через четверть периода? 4.Изобразите структуру поля бегущей волны Е01 в произвольный момент времени. Как изменится картина через полпериода?
30
5.Изобразите структуру поля стоячей волны Н11 в произвольный момент времени. Как изменится картина через полпериода? 6.Изобразите структуру поля бегущей волны Е01 в произвольный момент времени. Как изменится картина через четверть периода? ~
7.Изобразите и поясните графики зависимости H mϕ = f (z ) волны Н11 в идеально согласованном и короткозамкнутом волноводах. ~
8.Изобразите и поясните графики зависимости E mr = f (z ) волны E01 в идеально согласованном и короткозамкнутом волноводах. ~
~
9.Изобразите и поясните графики зависимости H mϕ = f (ϕ ) и E mr = f (ϕ ) волн Н11 и Е01. 10.Нарисуйте картины поверхностных токов волн Н11 и Е01 на боковой и торцевой стенках короткозамкнутого волновода. 11.Предложите способы измерения амплитуд составляющих поля Нmϕ и Hmz волны Н11. 12.Как измерить максимальные значения амплитуд составляющих Еmr и Emz электрического поля короткозамкнутом круглом волноводе? 13.Как возбуждается волна Н11 в круглом волноводе с помощью плавного перехода от прямоугольного волновода? 14.Как возбуждаются волны Е01 и Н11 в ступенчатом переходе от прямоугольного волновода к круглому? Изобразите картину силовых линий волны Н11 на выходе перехода. 15.Расскажите и поясните ход выполнения работы.
1.
Никольский
В.В.,
Никольская
Т.И.
Электродинамика
и
распространение радиоволн. М.:Наука, 1989. 544с. 2.
Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. М.:Связь, 1971. 487с.
3.
Семенов Н.А. Техническая электродинамика. М.:Связь, 1973. 480с.
31
ПРИЛОЖЕНИЕ Графическое обозначение линий и элементов СВЧ в соответствии с ГОСТ 2.734-68
32
33
34
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Составители
Ощивалов Виктор Дмитриевич Соловьянова Ироида Павловна Шабунин Сергей Николаевич
Редактор
О.Ю.Черепанова
Подписано в печать 20.09.1991
Формат 60х84
1/16 Бумага писчая
Плоская печать
Уч. – изд. л. 1,91
Тираж 300
Заказ 739
Усл. печ. л. 2,56 Бесплатно
Издательство УГТУ - УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 ЗАО “Издательство УМЦ УПИ”. 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 17 35