Цель работы:

1. Исследование дисперсионных характеристик прямоугольного волновода: зависимости длины волны в волноводе и фазовой скорости в волноводе от частоты.

2. Исследование распределения электромагнитного поля в поперечном сечении прямоугольного волновода на примере волны Н₁₀.

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 3.

2. Рассчитать фазовую скорость волны V_ф в заданном диапазоне частот ( по варианту) и построить график зависимости V_ф от частоты. Результаты расчетов внести в таблицу 3.

3. Рассчитать значение напряженности электрического поля Е_y (х) от координаты х и построить зависимость  от координаты х. Результаты расчетов внести в таблицу 2.

Исходные данные для предварительного расчета в таблице 1.

Таблица 1.

М – последняя цифра пароля, N – две последние цифры пароля.

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 Е_mn и Н_mn при описании полей в прямоугольном волноводе?

5. Что такое фазовая скорость? Почему V_ф в волноводе больше скорости света?

6. Что такое групповая скорость? Почему она меньше скорости света?

7. Почему волна Н₁₀ является основной? Изобразите структуру поля волны Н₁₀.

9. Что такое критическая частота? Рассчитайте критическую частоту данного типа волны для волновода с заданным поперечным сечением.

10. При заданной рабочей частоте рассчитайте, какие типы волн будут распространяться в волноводе с заданным поперечным сечением.

11. В каких пределах изменяется Z_mn для Е и для Н – волн?

12. Рассчитайте диапазон частот волны Н₂₀ для данного волновода.

13. Для заданной частоты  определите размеры прямоугольного волновода для одномодовой передачи (b = a:2).

14. Как определяются токи в стенках волновода?

15. От каких факторов зависит мощность, переносимая по волноводу?

Список литературы

1. Вольман В.И., Пименов Ю.В., Муравцов А.Д.

Техническая электродинамика: Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2000г., 536 с.

2. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. Учебное пособие для вузов. М.: Советское радио, 1971г., 664с.

3. Электромагнитные поля и волны. Конспект лекций. Новосибирск 2001.