Файл: Лабораторная работа 2. Исследование электромагнитного поля в круглом волноводе. Цель работы.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 54

Скачиваний: 1

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

Для того чтобы полностью отобразить получившийся объект, необходимо нажать сочетание клавиш Ctrl+D. Результат выполнения операции представлен на рис. 2.8.



Рис. 2.8. Отображение цилиндра в интерфейсе программы

Теперь необходимо задать граничные условия модели. Для этого необходимо нажать клавишу F и выделить боковую поверхность цилиндра и задать ее как идеальный проводник, для этого необходимо выполнить следующие действия, представленные на рис. 2.9: Правая кнопка мыши (ПКМ) → Assign Boundary → Perfect E.



Рис. 2.9. Создание идеального проводника

Теперь, в разделе Project Manager, через Project1 → HFSSDesign1 → Boundaries → PerfE1 можно посмотреть графическое представление идеальной проводящей поверхности. Результат изображен на рис. 2.10.



Рис. 2.10. Поверхность идеального проводника.

Похожим образом задать порты волновода – через клавишу F выделить по очереди каждое из оснований цилиндра, затем, как на рис. 2.11: ПКМ → Assign Excitation → Wave Port. Порты необходимо задать для обоих сторон волновода.



Рис. 2.11. Присваивание порта

Их также можно посмотреть (рис. 2.12) через Project Manager, Project1 → HFSSDesign1 → Excitation → 1 (2).



Рис 2.12. Порт круглого волновода

Для того чтобы задать частотные характеристики, в первую очередь необходимо добавить вид решения. Это можно сделать через нажатие на панели управления кнопки Add Solution Setup, представленной на рис. 2.13.



Рис. 2.13. Кнопка Add Solution Setup


В появившемся всплывающем окне (рис. 2.14) необходимо указать частоту, Frequency 8700 МГц, Maximum Number of Passes – 6, Maximum Delta S – 0.001.



Рис 2.14. Окно Driven Solution Setup

Теперь необходимо задать непосредственно симуляцию поведения полей E и H, а также их векторов. Для этого необходимо через клавишу O выделить весь цилиндр, далее, согласно рис. 2.15, 2.16: ПКМ → Plot Fields → E или H → Mag_E (Vector_E) или Mag_H (Vector_H).



Рис. 2.15. Процесс генерирования симуляции полей E



Рис. 2.16. Процесс генерирования симуляции полей H

Во всплывающем окне Create Field Plot (рисунок 2.16) ничего изменять не нужно.



Рис. 2.17. Окно Create Field Plot

Для того чтобы появилась возможность запустить смоделированную симуляцию полей, проект необходимо проверить с помощью кнопки Validate, изображенной на рис. 2.18, на панели управления.



Рис. 2.18. Кнопка Validate

Затем проект необходимо запустить, нажав кнопку Analyze All (рис. 2.19) рядом с кнопкой Validate на панели управления.



Рис. 2.19. Кнопка Analyze All

Для того, чтобы поля и векторные их отображения не накладывались друг на друга, необходимо нажать ПКМ на каждую из симуляций и отключить их отображение в модели (рис. 2.20 – Plot Visibility).



Рис. 2.20. Отключение отображения симуляции в проекте


Далее необходимо поочерёдно включать отображение каждой из симуляций через кнопку Plot Visibility и смотреть на результат работы.

Данные симуляции можно запустить в анимированном виде. Для этого нужно нажать на выбранную симуляцию ПКМ, далее нажать на кнопку Animate, представленную на рис. 2.21.



Рис. 2.21. Кнопка Animate

Получившиеся анимированные изображения необходимо сопоставить с теоретическим представлением полей и , указанными в учебно-методическом пособии, и убедиться в правильности выполнения работы.
Содержание отчета

  1. Формулы, результаты расчетов по разделу А.

  2. Графическое изображение структуры поля бегущей волны и .

  3. Результаты измерений по разделу Б.


Контрольные вопросы

  1. Какие типы волн могут существовать в круглом волноводе?

  2. Напишите условия распространения и отсутствия распространения волн и в круглом волноводе.

  3. Какая волна является основной в круглом волноводе и почему?

  4. Какой тип волны является первым высшим типом в круглом волноводе?

  5. Напишите условия одноволнового режима круглого волновода.

  6. Изобразите структуру поля волны и объясните ее особенности.

  7. Почему волна называется осесимметричной?

  8. Изобразите структура поля волны и объясните ее особенности.

  9. Каковы условия распространения в волноводе только двух волн и ?

  10. Определите по рис. 3.1 направления распространения бегущих волн и .

  11. Поясните, какой тип волн удобно использовать во вращающихся соединениях и почему.