Описание лабораторной установки.
Внешний вид лицевой панели виртуальной лабораторной установки приведён на рис.3.
В верхней её части расположен заголовок «Параметры волн в прямоугольном металлическом волноводе» и кнопка останова STOP. Несколько правее над графическим индикатором расположено его название «Зависимость коэффициента затухания от частоты».
Рис.3. Лицевая панель ВИ «Параметры волн в прямоугольном металлическом волноводе»
На левом краю лицевой панели находятся регуляторы, задающие параметры волновода: размеры a и b в мм, относительные диэлектрическую и магнитную проницаемости заполнения волновода, проводимость металла стенок волновода . Ниже расположены регуляторы, задающие индексы m и n типа волны и частоту в ГГц.
В средней части лицевой панели находятся пять цифровых индикаторов, в которых выводятся параметры волны в волноводе: критическая частота в ГГц, относительная фазовая скорость, длина волны в волноводе в мм, коэффициент фазы и коэффициент затухания. Относительная фазовая скорость равна фазовой скорости волны в волноводе, деленной на скорость света.
Ниже расположен переключатель класса волн с положениями «Волна Е» и «Волна Н». Этот переключатель не срабатывает, если один из индексов волны равен нулю. Если оба индекса волны равны нулю, загорается табло «Ошибка в исходных данных».
На графическом индикаторе в правой части лицевой панели выводится частотная зависимость коэффициента затухания.
Под индикатором находится панель курсора, предназначенная для измерений графика на экране.
Прямо над экраном находятся два регулятора: «Fmin в МГц» и « Fmax в МГц». Ими устанавливаются пределы частотной шкалы графика. При регулировании этих пределов надо не допускать превышения минимальной частотой значения максимальной частоты. На графике индикатора независимо от положения «Fmin в МГц» начальное значение частоты не может стать меньше критической частоты.
Включение прибора осуществляется нажатием на двунаправленную стрелку в строке кнопок окна LabVIEW, расположенная правее заголовка кнопка STOP выключает виртуальную лабораторную установку.
5. Порядок выполнения работы
Запустить лабораторную установку, ознакомиться с органами управления.
Выполнить исследования в соответствии с выбранным вариантом. Исходные параметры для каждого исследования брать в таблице 1.
Провести исследование зависимостей критической частоты заданного типа волны Н-класса от размеров волновода и параметров среды заполнения:
установить заданный тип волны Н-класса;
из четырех задаваемых параметров: a, b, , установить три значения по таблице 1. Четвертый параметр изменять в пределах шкалы регулятора. Фиксировать значения критической частоты. Данные свести в таблицу;
повторить исследования для всех четырех задаваемых параметров;
построить графики полученных зависимостей.
Таблица 1. Исходные параметры для исследования параметров волн в прямоугольном металлическом волноводе
|
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
a |
40 |
30 |
50 |
60 |
80 |
b |
20 |
30 |
30 |
20 |
40 |
|
1 |
2 |
2 |
3 |
3 |
|
1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
Н-класс |
|
|
|
|
|
Е-класс |
|
|
|
|
|
Провести исследование зависимостей критической частоты заданного типа волны Е-класса от размеров волновода и параметров среды заполнения:
установить заданный тип волны Е-класса;
из четырех задаваемых параметров: a, b, , установить три значения по таблице 1. Четвертый параметр изменять в пределах шкалы регулятора. Фиксировать значения критической частоты. Данные свести в таблицу;
повторить исследования для всех четырех задаваемых параметров;
построить графики полученных зависимостей.
Установить размеры волновода, параметры заполнения и проводимость стенок в соответствии с выбранным вариантом исследований.
Установить заданный тип волны Н-класса. Произвести исследование параметров волны в линии от частоты:
изменяя частоту, фиксировать фазовую скорость, длину волны в волноводе, коэффициент фазы. Данные свести в таблицу. Особенно тщательно произвести измерения при приближении к критической частоте;
построить графики полученных зависимостей.
Установить заданный тип волны E-класса. Произвести исследование параметров волны в линии от частоты:
изменяя частоту, фиксировать фазовую скорость, длину волны в волноводе, коэффициент фазы. Данные свести в таблицу. Особенно тщательно произвести измерения при приближении к критической частоте;
построить графики полученных зависимостей.
Установить размеры волновода, параметры заполнения и проводимость стенок в соответствии с выбранным вариантом исследований.
Установить заданный тип волны Н-класса. Произвести исследование частотной зависимости коэффициента затухания:
регуляторами «Fmin в МГц» и « Fmax в МГц» установить пределы частотной шкалы графика;
с помощью курсора произвести измерения графика. Данные свести в таблицу;
отдельно зафиксировать частоту минимума на графике и минимальное значение коэффициента затухания;
повторить измерения для трех других, выбранных самостоятельно, значений проводимости стенок волновода;
построить графики полученных частотных зависимостей коэффициента затухания.
Установить размеры волновода, параметры заполнения и проводимость стенок в соответствии с выбранным вариантом исследований.
Установить заданный тип волны Е-класса. Произвести исследование частотной зависимости коэффициента затухания:
регуляторами «Fmin в МГц» и « Fmax в МГц» установить пределы частотной шкалы графика;
с помощью курсора произвести измерения графика. Данные свести в таблицу;
отдельно зафиксировать частоту минимума на графике и минимальное значение коэффициента затухания;
повторить измерения для трех других, выбранных самостоятельно, значений проводимости стенок волновода;
построить графики полученных частотных зависимостей коэффициента затухания.
Объяснить полученные зависимости, опираясь на знание теории.
Оформить и защитить отчёт по работе.