4. Анализ полученных результатов

В ходе эксперимента было выявлено, что экспериментальные данные с определенной точностью повторяют теоретические расчеты.

В пункте 3.1 была исследована зависимость длины волны волновода и коаксиальной линии от частоты и выявлено, что длина волны в волноводе λ_В всегда больше, чем длина волны в свободном пространстве λ₀, причем по мере приближения к критической длине волны отношение λ_В/λ₀ увеличивается и стремится к бесконечности. Для коаксиальной же линии длина волны λ_К, при отсутствии диэлектрического заполнения, равна длине волны в свободном пространстве λ₀.

В пункте 3.2 были рассчитаны и построены дисперсионные характеристики и выявлено, что фазовая скорость в волноводе больше, чем скорость света в свободном пространстве, причем по мере приближения к критической длине волны фазовая скорость увеличивается и стремится к бесконечности. Для коаксиальной же линии фазовая скорость, при отсутствии диэлектрического заполнения, равна скорости света в свободном пространстве.

В пункте 3.3 рассматривалось изменение напряженности поля E_z по длине волновода и коаксиальной линии в запредельном режиме (f=2 ГГц). Установлено, что напряженность поля в волноводе апериодически уменьшается с увеличением расстояния от генератора по экспоненциальному закону. В случае коаксиальной линии, вдоль нее распространяется незатухающая волна, амплитуда которой постоянна, меняется лишь фаза. Коэффициент фазы равен β=2π/λ.

К сожалению, лабораторный макет не позволил выставить частоту генератора f=1,9 ГГц, поэтому исследования на этой частоте не проводились.

В пункте 3.4 проводилось исследование структуры полей на частоте f = 2,5 ГГЦ (₀=12 см) и были построены соответствующие эпюры, т.е. зависимость составляющей поля от одной координаты.

В зависимости от соотношения размеров поперечного сечения (a x b) и выбранной рабочей длины волны в прямоугольном волноводе могут существовать волны электрического типа Е_тп, имеющие компоненту электрического поля, совпадающую с направлением распространения волны, и не имеющего компоненты магнитного поля вдоль направления распространения волны, и волны магнитного типа Н_тп, имеющие компоненту магнитного поля вдоль направления распространения, но не имеющие электрической компоненты вдоль этого направления. За направление распространения обычно принимается ось ОZ, поэтому для волн типа Е_тп: E_z 0, H_z=0, а для волн типа Н_тп: E_z=0, H_z 0.

К сожалению, лабораторный макет не позволил выбрать тип зонда при исследовании структуры полей Ex(y), Ex(z), Hy(z) и Hy(y), показания прибора плавали в больших пределах и были очень низкие (порядка 10^-5), поэтому данные исследования не проводились.