2.5. Обработка и представление результатов
1. По пяти зависимостям I(y) и U(у) сроятся графики. Для удобства их рекомендуется размещать так: на первом листе – пара графиков I(y) и U(у) при Zн=∞, а на втором – тройка графиков I(y): при Zн=0, при Zн=R1≠ρ и при Zн=R2≈ρ.
2. По графикам I(y) для разомкнутой и короткозамкнутой линии определить длину волны λ в линии и частоту f генератора с максимально возможной точностью.
3. По графикам I(y), соответствующим нагрузкам R1≠ρ и R2≈ρ, и формуле (28) определить КСВ и коэффициенты отражения р в режимах смешанных и «почти бегущих» волн.
4. По формулам (31) вычислить соответствующие теоретические КСВ.
В качестве отчёта о работе представляются все пять графиков I(y) и U(у), вычисленные λ, f, КСВ и коэффициенты отражения р.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Что такое квазистационарные процессы? Волновые процессы?
2. Что такое длинная однородная линия?
3. Изобразить эквивалентную схему длинной линии.
4. Записать волновое уравнение и общий вид его решения.
5. Установить,
удовлетворяет ли волновому уравнению
(6) функция
не имеющая вида (8).
6. Что такое волновое сопротивление линии? Зависит ли оно от координаты сечения линии? От её геометрии? От нагрузки?
7. Вывести формулы для погонных ёмкости и индуктивности:
а) двухпроводной линии с заданной геометрией;
б) коаксиальной линии с заданной геометрией;
в) полосковой линии с заданной геометрией.
8. Что такое входное сопротивление линии? От чего оно зависит?
9. В каких случаях а) Zвх=0 ? б) Zвх=∞ ? в) Zвх=const по всей линии?
10. Что такое коэффициент отражения? От чего он зависит?
11. Что такое: а) фаза бегущей волны? б) волновое число? в) фазовая скорость? г) длина волны? Как связаны между собою эти величины?
12. Показать, что фазовая скорость бегущей волны в двухпроводной линии равна скорости света в вакууме.
13. Изобразить структуру электромагнитного поля в двухпроводной линии. Куда направлен вектор Пойнтинга в режиме бегущих волн? Почему волны в линии называются плоскими поперечными?
14. Что такое согласованная нагрузка?
15. Что такое режим стоячих волн и как его реализовать?
16. Что такое режим смешанных волн и как его реализовать?
17. Что такое резонансные отрезки линии? Записать входные сопротивления четверть- и полуволновых отрезков линии.
18. Согласованную нагрузку включили на расстоянии а=λ/4 от конца разомкнутой линии. Как изменится режим в линии? Показать распределение токов и напряжений в этом случае.
19. Выполнить задание предыдущего пункта для случая а=λ/2.
20. Одна согласованная нагрузка включена в конце линии, а другая где-то в середине. Какой режим будет в каждой части линии?
21. Что такое КСВ ? Как он связан с коэффициентом отражения? Каков КСВ в разных режимах?
22. Как оценивается качество согласования нагрузки с линией?
23. Как выражается КСВ через сопротивление активной нагрузки?
24. Каков должен быть КСВ в линии, если допустимое отражение мощности от активной нагрузки равно 1% ? Каково при этом допустимое отклонение Rн от ρ ?
ЛИТЕРАТУРА
1. Калашников С. Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – §§ 229-232, 32, 93.
2. Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. – М.: Мир, 1977. – С. 221-226.
3. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа, 1973. – Гл. 12.
4. Зернов Н. В., Карпов В. Г. Теория радиотехнических цепей. − М.: Энергия, 1965. – Гл. 6.
Работа № Ф319