4. Измерение распределения напряженности

электрического поля в поперечном

сечении волновода.

Подключить поперечную каретку к измерительной линии; устано­вить на конце линии согласованную нагрузку; снять распределение на­пряженности электрического поля в поперечном сечении. Данные поместить в табл.3.

Таблица 3

	У, мм
	,дел.
	У, мм
	,дел.
		...

5.2. Измерение сопротивления нагрузки в сечении разомкнутого на конце волновода

Определить КБВ как отношение значения напряжения в минимуме распределения к максимуму. КБВ= . Определить по масштабной линейке положение одного из минимумов Z₀ распределения смешанного режима. При измерении использовать метод "вилки".

Установить металлическую пластину на конце волновода.

Определить по масштабной линейке положение минимума стоячей волны ближайшего к измеренному Z₀ со стороны конца волновода.

Определить разность между двумя измеренными минимумами

5.3. Исследование структуры поля в волноводе

при одновременном присутствии волн

Присоединить коаксиально-волноводный возбудитель волны к измерительной линии.

Выход с зонда поперечной каретки подключить к измерительному усилителю.

Снять распределение напряженности электрического поля. Даннные поместить в табл.3.

Измерить длину волны выше приведенной методике; предварительно выход зонда продольной каретки подключить к измерительному усилителю. Данные поместить в табл.4, построенную аналогично табл.1.

6. Обработка результатов исследования

В табл.1 и 4 поместить экспериментальные и теоретические значения

По данным табл.2 построить графики распределений напряженности электрического поля для трех режимов волн в волноводе. При построении графиков следует сделать их нормировку относительно собственных средних значений

По данным табл.3 построить графики поперечного распределения напряженности электрического поля, предварительно произведя нормировку по максимальному значению. На эти графики наложить графики, полученные теоретически. Пределы изменения переменной У от 0 до а=72 см.

По полученным данным в пункте 5.2 КБВ и - рассчитать по формулам (4.3) и (4.4) активное и реактивное сопротивления нагрузки в сечении разомкнутого волновода.

Замечание. В формулы (4.3) и (4.4) следует подставлять пара­метры, полученные экспериментально.

7.Содержание отчёта.

Отчет должен содержать.

1. Краткую формулировку задачи исследования.

2.Варианты схем экспериментальной установки.

3.Расчетные данные и теоретические графики.

4.Таблицы с экспериментальными данными.

5.Совместные экспериментальные и теоретические графики и таб­лицы.

6.Сравнительный анализ данных теории и эксперимента (выводы).

8. Подготовка к лабораторной работе.

1. Изучить назначение и правила пользования измерительными приборами, используемыми в лабораторной установке.

2. Определить теоретически:

- основную длину волны в волноводе (см. формулу (1.29));

- фазовую скорость (см.формулу (1.31));

- волновое сопротивление (см.формулу 1.30)) при частоте генератора 3 ГГц и поперечном сечении волновода = 7,2X3,4см;

- длину волны в волноводе при и .

3. Построить теоретические графики зависимости активного и ре­активного сопротивлений нагрузки от КБВ и смещения минимума напряжения (см.рис.4.5 и формулы (4.3), (4.4)) на одном рисунке. Изменение КБВ в пределах от 0,2 до 1,0 с интервалом 0,1, а интервалом 0,05.

4. Построить на одном рисунке графики распределения поперечных составляющих электрического поля волн и при размере широкой стенки волновода и .

По этим графикам построить суммарный график. При сложении сле­дует учитывать фазовые соотношения.

5. Построить график распределения напряженности электрического поля в поперечном сечении волны при и .

Замечание. При расчете характеристик распространения в волно­воде и построении графиков следует пользоваться следующими исходными данными: , .

6. Проработать и ответить на все контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. По каким признакам различают волны типа ?

2. Какое содержание в индексах и ?

3. Что такое критическая волна и как ее определить?

4. Какое физическое содержание в концепции парциальных волн?

5. Как определяется поперечное и продольное волновые числа?

6. Чему равна фазовая скорость волны ?

7. Волновое сопротивление и его связь с составляющими электромагнитного поля.

8. Как распределены составляющие электромагнитного поля типа в волноводе прямоугольного сечения?

9. Как определяется коэффициент отражения, КСВ, КБВ и как они связаны между собой?

10. Какие режимы волн могут существовать в волноводе? Какие для этого необходимо выполнить условия?

11. Что такое входное сопротивление?

12. Как по формуле входного сопротивления определить сопротив­ление нагрузки волновода?

13. Какой вид будет иметь распределение поперечного электрического поля при одновременном существовании волн и ?

14. Как возбудить в волноводе волну или ?

15. Почему по экспериментальным данным графики распределений могут быть построены только для модуля напряжений?

16. При каких условиях в волноводе с поперечным сечением можно возбудить волну или ?

17. Как работает измерительная линия⁹ 18. Зачем нужен детектор в измерительной линии

Библиографический список

1. Данилов Ю.Н., Красюк В.Н., Никитин Б.Т., Федорова Л.А. Техническая электродинамика и антенны: Учеб.пособие/СПбГААП. СПб., 1991. 163 с.

2. Федоров Н.Н. Основы электродинамики М.: Высш. шк., 198О, 399 с.

3. Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. М.: Связь, 1971, 471 с.

4. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. М.: Высш. шк., 1986. 263 с.

5. Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Сов.радио, 1978. 374 с.

Содержание

1. СТРУКТУРА ПОЛЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

ВОЛНЫ В ВОЛНОВОДЕ ........................................... 1

2. РЕЖИМЫ ВОЛН В ВОЛНОВОДЕ ...................................... 20

3. ВОЗБУЖДЕНИЕ ВОЛН В ВОЛНОВОДАХ ............................. 26

4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ПОЛЯ В ВОЛНОВОДЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ВОЛН ........................................................................ 32

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ .................. 37

5.1. Исследование структуры поля волны

в волноводе .....................................................37

5.2. Измерение сопротивления нагрузки в сечении

разомкнутого на конце волновода ................................. 39

5.3. Исследование структуры поля в волноводе

при одновременном присутствии волн и ………………….... 40

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ........................ 40

7. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ........................................... 40

6. ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ …………….......... 41

Библиографический список .......................................... 42