3.7. Блок контроля освоения дисциплины (по первой части курса) Общие указания
Блок контроля освоения дисциплины включает:
Текущий контроль успеваемости;
Методические указания к выполнению контрольной работы;
Итоговый контроль.
Текущий контроль предполагает использование тренировочных и конт-рольных тестов по тематике разделов, соответствующих первой части дисциплины.
Методические указания к выполнению контрольной работы также входят в блок контроля освоения дисциплины, так как в первом семестре студенты очно-заочной и заочной форм обучения специальности 210302.65 выполняют одну контрольную работу, задание на которую и методические указания к её выполнению приводятся в разделе 4.1.
Промежуточная аттестация за первый семестр завершается сдачей зачёта.
Студенты с элементами ДОТ получают зачёт, набрав не менее 45 баллов.
В разделе «Балльно-рейтинговая система оценки знаний» поясняется, каким образом студенты набирают необходимое количество баллов в первом семестре.
3.7.1. Задание на контрольную работу и методические указания к её выполнению.
Контрольная
работа содержит 10 задач, составленных
в 100 вариантах. Номер задачи и вариант
студент выбирает по трем последним
цифрам шифра. Номер варианта с исходными
данными, необходимыми для выполнения
задачи, находится следующим образом.
Выписываются данные группы А, находящиеся
в строке (или столбце), номер которой
совпадает с последней цифрой шифра.
Недостающие для выполнения задачи
данные следует найти в группе В в строке
(или в столбце), номер которой совпадает
с третьей от конца цифрой шифра. Например,
шифр заканчивается группой цифр …..715.
Это означает, что необходимо выполнить
задачу 1, используя следующие данные:
из строки 5 группы А имеем
= 23 см, Р=240 кВт; из строки 7 группы В имеем
2
= 0,15; КСВ=1,3.
При оформлении контрольной работы необходимо выполнить следующие требования:
1. На титульном листе указать фамилию, инициалы, шифр студента, факультет, специальность и номер задачи.
2. В пояснительной записке следует привести разделы, посвященные описанию конструкции и принципу работы устройства, расчетной и графической частям.
3. При выполнении расчетов необходимо пояснить их цель, привести расчетную формулу, с пояснениями входящих в нее величин. Подставить в формулу числовые значения величин, привести результаты промежуточных вычислений и конечный результат с указанием единиц измерения ( в стандартных единицах СИ). Расчеты производятся с точностью не менее двух десятичных знаков.
При повторяющихся операциях (например, при расчете какой- либо хактеристики) после приведения общей расчетной формулы следует вычислить промежуточные величины, которые не изменяются в процессе последовательных расчетов, затем составить таблицу, в которой должны быть предусмотрены графы для всех исходных изменяющихся величин, также для промежуточных и конечных результатов. При выполнении расчетов с помощью ЭВМ необходимо представить блок- схему алгоритма расчетов, программу и пример расчета контрольной точки «вручную».
4. Рисунки должны быть выполнены с соблюдением ГОСТов.
При выполнении контрольной работы необходимо обратить внимание на следующие типичные ошибки, допускаемые студентами: использование подставляемых в формулу величин в различной системе единиц, некорректное определение размеров сечений волноводов по таблицам соответствующих справочников, построение графических зависимостей без нанесения расчетных точек, грубое округление рассчитываемых величин, неаккуратное выполнение эскизов и графиков.
Задача1 -Расчет дроссельного соединения коаксиальных линий.
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
1. Расчитать дроссельное соединение коаксиальных линий, если даны длина волны , передаваемая по линии мощность Р, относительная полоса пропусканеия 2 и допустимый коэффициент стоячей волны (КСВ) при отражении от дроссельного соединения. Числовые данные для расчета приведены в таб.1
Таблица 1
Номер варианта |
А |
В |
Номер варианта |
А |
В |
||||||
|
Р,кВт |
2 |
КСВ |
|
Р,кВт |
2 |
КСВ |
||||
1 |
10 |
200 |
0,25 |
1,17 |
6 |
35 |
150 |
0,2 |
1,2 |
||
2 |
15 |
180 |
0,3 |
1,25 |
7 |
18 |
120 |
0,15 |
1,3 |
||
3 |
30 |
210 |
0,2 |
1,2 |
8 |
31 |
160 |
0,35 |
1,17 |
||
4 |
25 |
220 |
0,29 |
1,3 |
9 |
12 |
100 |
0,25 |
1,28 |
||
5 |
23 |
240 |
0,15 |
1,27 |
0 |
27 |
170 |
0,3 |
1,32 |
||
Представить следующие графические материалы:
Эскиз дроссельного соединения коаксиальной линии в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
Эпюры распределения тока и напряжения в дроссельном соединении.
Указания:При расчете дроссельного соединения рекомендуется пользоваться литературой [1] и [12].
2. Письменно ответить на вопрос 1 темы раздела 3.2.7.
Задача 2- Расчет чебышевского ступенчатого перехода.
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
1.
Даны две коаксиальные
линии с одинаковым размером внешнего
проводника D
и разными размерами внутреннего
проводника: d0
и d
. Необходимо рассчитать чебышевский
ступенчатый переход, обеспечивающий
в полосе пропускания, ограниченной
длинами волн
и
допуск на рассогласование, характеризуемый
долпустимым коэффициентом отражения
.
Расчитать частотную характеристику перехода. Описать конструкцию и принцип работы перехода. Данные для расчета приведены в таб.2.
Таблица 2
-
Номер варианта
А
В
D,мм
d0,мм
d,мм
1
30
17,4
9
12,4
9
0,02
2
32
16
8,5
10
5,9
0,02
3
42
15
7
20
7,45
0,05
4
35
18
10
12
6,06
0,02
5
43
20
12
9
6,73
0,05
6
45
13
6
15
8,49
0,02
7
25
12
7,5
11
6,55
0,05
8
28
19
10,5
9
5,2
0,05
9
30
10
5
10
5,07
0,02
0
41
20
8
8
5,63
0,05
Представить следующие графические материалы:
Эскиз ступенчатого перехода в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
График частотной зависимости.
Указания:Примерный порядок расчета ступенчатого перехода приведен в литературе [12] или [13].
2. Письменно ответить на вопрос 7 темы раздела 3.2.5.
Задача 3 -Расчет волноводно- щелевого моста.
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
Расчитать геометрические размеры волноводно- щелевого моста, предназначенного для работы на частоте f. Определить сужение выбранных стандартных волноводов в области щели моста с целью подавления высшего типа волны Н30. Рассчитать зависимость затухания С14 от частоты. Построить график этой зависимости и по нему определить полосу пропускания при заданном уровне затухания С14. Описать конструкцию и принцип работы щелевого моста. Данные для расчета приведены в таб.3
Таблица 3
Номер варианта |
А |
В |
Номер варианта |
А |
В |
f,МГц |
С14,дБ |
f,МГц |
С14,дБ |
||
1 |
3750 |
3 |
6 |
3160 |
3 0,6 |
2 |
4600 |
3 0,1 |
7 |
1870 |
3 0,7 |
3 |
5450 |
3 0,1 |
8 |
1670 |
3 0,15 |
4 |
6100 |
3 0,4 |
9 |
1200 |
3 0,3 |
5 |
7900 |
3 0,5 |
0 |
1500 |
3 0,5 |
0,2
Представить следующие графические материалы:
Эскиз волноводно- щелевого моста в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
График частотной зависимости переходного затухания согласованного щелевого моста.
Указания:При расчете щелевого моста рекомендуется пользоваться литературой [12] или [13].
2. Письменно ответить на вопрос 8 темы раздела 3.2.5.
Задача 4- Расчет дроссельно- фланцевого соединения
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
1. Рассчитать дроссельно- фланцевое соединение прямоугольных волноводов, предназначенного для работы на частоте f с заданным значением допустимого коэффициента стоячей волны (КСВ).
Выбрать по справочнику или рассчитать стандартное сечение волновода, исходя из заданной частоты. Объяснить конструкцию и принцип работы такого соединения. Построить эпюры распределения тока и напряжения в дроссельном соединении. Данные для расчета приведены в таб.4.
Таблица 4
Номер варианта |
А |
В |
Номер варианта |
А |
В |
f,МГц |
КСВ |
f,МГц |
С14,дБ |
||
1 |
3200 |
1,1 |
6 |
15000 |
1,25 |
2 |
4200 |
1,05 |
7 |
5800 |
1,3 |
3 |
7600 |
1,07 |
8 |
12000 |
1,1 |
4 |
4000 |
1,08 |
9 |
7800 |
1,23 |
5 |
10000 |
1,11 |
0 |
9000 |
1,2 |
Представить следующие графические материалы:
Эскиз дроссельно- фланцевого соединения в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
График частотной зависимости переходного затухания согласованного щелевого моста.
Указания:Примерный порядок расчета дроссельно- фланцевого соединения приведен в литературе [1], [2], [4].
2. Письменно ответить на вопрос 5 темы раздела 3.2.6.
Задача 5 -Расчет двухзвенного фильтра с непосредственными связями
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
Расчитать
двухзвенный фильтр с непосредственными
связями, образованный параллельными
проводимостями в линии передачи без
дисперсии. Фильтр должен реализовать
максимально- плоскую частотную
характеристику и относительную полосу
пропускания на уровне величины
коэффициента отражения
,
равную 2Δ
⁄
.
Расчитать частотную характеристику
фильтра. Описать конструкцию и принцип
работы фильтра.
Исходные данные для расчета приведены в таб.5
Таблица 5
Номер варианта |
А |
В |
Номер варианта |
А |
В |
||
|
|
2Δ ⁄
|
|
|
2Δ ⁄
|
||
1 |
3,0 |
0,2 |
4 |
6 |
3,7 |
0,33 |
7,5 |
2 |
4,0 |
0,15 |
5 |
7 |
4,8 |
0,36 |
7,9 |
3 |
2,8 |
0,21 |
6 |
8 |
2,5 |
0,39 |
8,1 |
4 |
3,5 |
0,26 |
6 |
9 |
4,3 |
0,41 |
3,0 |
5 |
4,5 |
0,3 |
7 |
0 |
5,0 |
0,18 |
8,2 |
Представить следующие графические материалы:
Эскиз двухзвенного фильтра в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
График частотной характеристики.
Указания:Примерный порядок расчета фильтра приведен в литературе [1], [12] либо [13].
Письменно ответить на вопрос 6 темы раздела 3.2.7.
Задача 6 -Расчет устройства согласования двух прямоугольных волноводов.
(Волноводно- ступенчатый переход)
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
Расчитать
и описать работу устройства для
согласования двух прямоугольных
волноводов, работающих на волне типа
Н10,
с сечениями
0
х b0и
в
виде ступенчатого волноводного перехода.
Устройство должно работать в диапазоне
волн от
,
имея коэффициент бегущей волны (КБВ) не
менее заданной величины. При этом
необходимо определить среднюю длину
волны рабочего диапазона и длины волн
в выходных волноводах на средней волне
опре-
делить перепадволновых сопротивлений и диапазон перекрытия ступенчатого перехода и их конструктивные размеры; рассчитать на крайних и средних волнах диапазона волновые сопротивления и постоянные затухания при прохождении волной каждой ступеньки, а также начального и конечного волноводов; определить на крайних и средних волнах диапазона предельную и допустимую мощность во всех сечениях волноводного устройства.
Данные для расчета приведены в таб. 6
Таблица 6
Группа данных |
Параметр |
Номер варианта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
А |
0 х b0, мм |
11х5,5 |
110х55 |
90х45 |
72х34 |
48х54 |
40х20 |
35х15 |
28х12 |
23х10 |
16х8 |
|
14х7 |
150х65 |
110х55 |
90х 45 |
72х 34 |
48х 24 |
40х 20 |
32х 15 |
26х 15 |
23х 10 |
|
|
1,8 |
15 |
13 |
10 |
8 |
5 |
4,5 |
3,8 |
3 |
2 |
|
|
2,1 |
20 |
16 |
13 |
9 |
7 |
6,5 |
5 |
4 |
3 |
|
В |
КБВ |
0,9 |
0,85 |
0,93 |
0,92 |
0,88 |
0,95 |
0,82 |
0,86 |
0,84 |
0,94 |
Представить следующие графические материалы:
Эскиз волноводного ступенчатого перехода в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
График частотной характеристики.
Указания:Примерный порядок расчета ступенчатого перехода приведен в литературе [12] или[13].
2. Письменно ответить на вопрос 1 темы раздела 3.2.3.
Задача 7-Расчет широкополосного направленного ответвителя.
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
Рассчитать
широкополосный направленный ответвитель,
представляющий собой совокупность двух
одинаковых волноводов прямоугольного
сечения, связанных между собой рядом
круглых отверстий в общей узкой стенки
волновода. Ответвитель должен иметь
следующие параметры: прямое затухание
С1,
минимальное обратное затухание С2,
минимальную длину волны рабочего
диапазона
,
максимальную длину волны рабочего
диапазона
,
размеры поперечного сечения волновода
а0
х b0.
Провести сравнение направленных
ответвителей, расчитанных с чебышевской
и максимально- плоской характеристиками
направленности, обосновать выбор
наиболее рационального варианта. В
расчете необходимо определить эффективную
направленность ответвителя и число
элементов связи; определить затухания,
вносимые элементами связи, их
геометрические размеры, приращение
затухания за счет конечной толщины
стенки. Исходные данные для расчета
приведены в таб. 7
Таблица 7
Номер варианта |
А |
В |
||||
С1, дБ |
С2,дБ |
, см |
|
а0 х b0,мм |
||
1 |
40 |
80 |
2,5 |
4 |
10 х 23 |
|
2 |
44 |
82 |
7,5 |
12 |
34 х 72 |
|
3 |
48 |
84 |
10 |
16 |
45 х 90 |
|
4 |
52 |
86 |
3 |
4 |
10 х 23 |
|
5 |
42 |
88 |
8,5 |
13 |
34 х 72 |
|
6 |
46 |
90 |
9,5 |
15 |
45 х 90 |
|
7 |
50 |
81 |
2,5 |
3,5 |
10 х 23 |
|
8 |
54 |
83 |
8 |
13,5 |
34 х 72 |
|
9 |
38 |
85 |
10 |
17 |
45 х 90 |
|
0 |
44 |
87 |
3 |
4,2 |
10 х 23 |
|
К пояснительной записке необходимо приложить следующие графические материалы:
Конструктивный чертеж волноводных ответвителей с чебышевской и максимально- плоской характеристиками в масштабе со всеми основными расчетными размерами, с указанием особенностей построения отверстий связи.
Эквивалентную схему отверстия связи.
Указания:Примерный порядок расчета направленного ответвителя приведен в литературе [12].
2. Письменно ответить на вопрос 42темы раздела 3.2.5.
Задача 8 - Расчет полосно- пропускающего фильтра с чебышевской харак-
теристикой.
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
Задана
частотная характеристика чебышевского
полосно- пропускающего фильтра,
реализованного на основе стандартной
полосковой линии передачи с размерами:
ширина полоска t=4,75
мм, толщина диэлектрической подложки
b=15,7мм.
В полосе пропускания
максимально
вносимое затухание равно
.
На границах полосы заграждения
минимально допустимое вносимое затухание
составляет
,
волновое сопротивление входной и
выходной линий равно Zв.
Необходимо определить конструктивные
размеры фильтра, число контуров,
коэффициенты идеальных преобразователей
полных проводимостей; вычислить
собственные емкости на единицу длины
волны, отнесенные к диэлектрической
постоянной; определить взаимные емкости
между штырями на единицу длины линии,
отнесенные к диэлектрической постоянной;
определить расстояния между штырями и
диаметр штырей.
Исходные данные для расчета приведены в таб. 8
Таблица 8
Номер варианта |
А |
В |
||||||
|
|
|
|
|
,дБ |
Zв, Ом |
||
1 |
1550 |
1400 |
1675 |
1350 |
0,1 |
48 |
50 |
|
2 |
1575 |
1425 |
1700 |
1375 |
1,11 |
46 |
50 |
|
3 |
1600 |
1450 |
1725 |
1400 |
0,12 |
49 |
50 |
|
4 |
1625 |
1475 |
1750 |
1425 |
0,13 |
47 |
50 |
|
5 |
1650 |
1500 |
1775 |
1450 |
0,14 |
50 |
50 |
|
6 |
1675 |
1525 |
1800 |
1475 |
0,1 |
45 |
75 |
|
7 |
1700 |
1550 |
1825 |
1500 |
0,11 |
52 |
75 |
|
8 |
1725 |
1575 |
1850 |
1525 |
0,12 |
51 |
75 |
|
9 |
1750 |
1600 |
1875 |
1550 |
0,13 |
43 |
75 |
|
0 |
1775 |
1625 |
1900 |
1575 |
0,14 |
44 |
75 |
|
Представить следующие графические материалы:
Эскиз фильтра в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
Эквивалентную электрическую схему фильтра.
Частотную характеристику рабочего затухания фильтра.
Указания:Примерный порядок расчета фильтра приведен в литературе [14] и [16]. При расчете необходимо выбирать стандартную полосковую линию с размерами
2. Письменно ответить на вопрос 4 темы раздела 3.2.7.
Представить следующие графические материалы:
Эскиз фильтра в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
Частотную характеристику рабочего затухания.
Эквивалентную схему фильтра.
Задача 9 -Расчет кольцевого направленного ответвителя (кольцевой мост).
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
Рассчитать
кольцевой направленный ответвитель в
микрополосковом исполнении, если
волновое сопротивление полосковой
линии
,
диэлектрическая подложка выполнена из
материала с относительной диэлектрической
проницаемостью
,
толщина диэлектрической подложки
h,длина
волны в свободном пространстве
.
Данные, необходимые для расчета, представлены в таб.9
Таблица 9
Номер варианта |
А |
В |
||||
, дБ |
h,мм |
|
,см |
Материал проводника |
||
1 |
50 |
0,4 |
3 |
20 |
Ag |
|
2 |
50 |
0,5 |
4 |
21 |
Cu |
|
3 |
50 |
0,6 |
5 |
22 |
Au |
|
4 |
50 |
0,4 |
6 |
23 |
Al |
|
5 |
50 |
0,5 |
7 |
24 |
Ag |
|
6 |
75 |
0,6 |
8 |
25 |
Cu |
|
7 |
75 |
0,4 |
9 |
26 |
Au |
|
8 |
75 |
0,5 |
10 |
27 |
Al |
|
9 |
75 |
0,6 |
11 |
28 |
Ag |
|
0 |
75 |
0,4 |
12 |
29 |
Cu |
|
Представить следующие графические материалы:
Эскиз конструкции полоскового кольцевого наравленного ответвителя в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
Указания:Примерный порядок расчета кольцевого моста, а также расчет параметров полосковой линии передачи приведен в литературе [14],[16]. При расчете можно пользоваться графическими зависимостями и табличными данными.
2. Письменно ответить на вопрос 3 темы раздела 3.2.7.
Задача 10 -Расчет чебышевского ступенчатого перехода на основе
полосковой линии передачи.
-Письменный ответ на теоретический вопрос.
Даны
две микрополосковые линии передачи,
выполненные на диэлектрической подложке
толщиной h
, с диэлектрической проницаемостью
и характеризуемые волновыми сопротивлениями
и
соответственно. Рассчитать чебышевский
ступенчатый переход, обеспечивающий в
полосе пропускания, ограниченной длинами
волн
и
,
допуск на рассогласование- коэффициент
отражения
.
Рассчитать частотную характеристику
перехода.
Данные, необходимые для расчета, приведены в таб.10
Таблица 10
Номер варианта |
А |
В |
||||
|
|
H,мм |
|
|
|
|
1 |
50 |
75 |
0,5 |
10 |
12 |
0,02 |
2 |
50 |
80 |
0,5 |
15 |
20 |
0,03 |
3 |
75 |
100 |
0,5 |
10 |
15 |
0,04 |
4 |
50 |
100 |
0,5 |
12 |
20 |
0,05 |
5 |
75 |
90 |
0,5 |
12 |
18 |
0,02 |
6 |
50 |
70 |
0,5 |
15 |
20 |
0,05 |
7 |
75 |
95 |
0,5 |
11 |
19 |
0,02 |
8 |
75 |
110 |
0,5 |
12 |
19 |
0,03 |
9 |
50 |
120 |
0,5 |
10 |
20 |
0,04 |
0 |
50 |
90 |
0,5 |
10 |
18 |
0,03 |
Представить следующие графические материалы:
Эскиз конструкции полоскового ступенчатого перехода в масштабе со всеми основными расчетными размерами.
График частотной характеристики.
Указания:Примерный порядок расчета ступенчатого перехода, а также расчет параметров полосковой линии передачи приведен в литературе [12],[14]. При расчете можно принять диэлектрическую проницаемость подложки полосковой линии передачи равной 10.
2. Письменно ответить на вопрос 5 темы раздела 3.2.7.