ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 20
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования РФ
ФГАОУ ВО «Омский государственный технический университет»
Кафедра «Радиотехнические устройства и системы диагностики»
ОТЧЁТ
по дисциплине
«Электродинамика и распространение радиоволн»
Задание 5
Вариант 39
| Преподаватель | Н. А. Косточкина |
| | |
| Студент группы РТ-211 | В. Е. Чередниченко |
Омск 2023
Задание: Оценить возможность использования прямоугольного (а×b, a=2,1b) и круглого (D=a) волноводов на заданной частоте f.
Рассчитать одномодовый и рабочий диапазоны частот, найти все типы мод на заданной частоте f, предложить (при необходимости) волновод оптимальных размеров.
Рассчитать основные характеристики (затухание, λв, νгр, νф, Pпред) для волноводов оптимальных размеров из заданного материала (σAl = 3,5·107 См/м, μ = 1) при коэффициенте шероховатости kш.
Варианты и числовые данные для задания приведены в табл. 1.
Фрагмент таблицы 1
| Вариант | a, см | f, ГГц | kш | σ, μ |
| 39 | 15 | 17 | 1,2 | Al |
Константы:
с = 3·108 м/с
μ0 = 4π·107
Z0 = Zв = 120π
Eпроб = 30 кВ/см
Прямоугольный волновод:
Рассчитываем рабочий диапазон частот волновода
f1 =
f2 =
Заданная частота f не входит в рабочий диапазон, значит необходимо рассчитать оптимальные размеры волновода:
a1 =
a2 =
Выбираем из диапазона значение a: a = 0,0925 м.
По формуле a=2,1b находим b: b = a/ 2,1 = 0,044 м.
Рассчитываем рабочий диапазон частот волновода с оптимальными размерами:
f1 =
f2 =
Рассчитываем одномодовый диапазон частот:
Рассчитываем основные характеристики волновода для моды H10:
Апертура
Коэффициент затухания
Глубина проникновения ЭМП в волновод
Длина волны источника
Волновое число
Фазовая скорость
Групповая скорость
Предельная мощность
Длина волны в волноводе
Затухание в волноводе
Находим все типы мод на заданной частоте f :
n
1
m
1
Для прямоугольного волновода:
На графике E(H) по оси H откладывается значение А, по оси Е – значение В.
По графику определяем все типы волн (все целые точки под графиком):
Типы волн
: 
Круглый волновод: (a = d/2 = 0,075 м)
Рассчитываем рабочий диапазон частот волновода
f1 =
f2 =
Заданная частота f не входит в рабочий диапазон волновода, значит надо рассчитать оптимальные размеры волновода:
a1 =
a2 =
Выбираем из диапазона любое значение r: r = 0,0055 м.
Рассчитываем рабочий диапазон частот волновода с оптимальными размерами:
f1 =
f2 =
Рассчитываем одномодовый диапазон частот:
Рассчитываем основные характеристики волновода для моды H11:
Апертура
Коэффициент затухания
Глубина проникновения ЭМП в волновод
Длина волны источника
Волновое число
Фазовая скорость
Групповая скорость
Предельная мощность
Длина волны в волноводе
Затухание в волноводе
Находим все типы волн на заданной частоте f :
Для круглого волновода:
По формулам
и 
, где 
– корень функции Бесселя 1-го порядка, а 
– корень производной функции Бесселя 1-го порядка.Подставляя вместо
заданную частоту f находим и :
По таблице корней функции Бесселя 1-го порядка находим моды Е, а по таблице корней производной функции Бесселя 1-го порядка находим моды Н:
Таблица 2. Фрагмент таблицы корней функции Бесселя 1-го порядка
n=0; m=0;
Типы волн
: отсутствует.
Таблица 3. Фрагмент таблицы корней производной функции Бесселя 1-го порядка
n=1; m=1;
Типы волн
: 
.