Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»

Кафедра радиосистем и обработки сигналов

Дисциплина «Техническая электродинамика»

Отчет по лабораторной работе № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРЕГУЛЯРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ

Выполнил: ст. гр. РЦТ-01

Фомин П.В.

Санкт-Петербург

2022

Цель:

1. Экспериментальное исследование в прямоугольном волноводе различных нерегулярных элементов: индуктивной, емкостной и резонансной диафрагм, индуктивного штыря.

2. Расчет теоретических зависимостей от частоты коэффициента стоячей волны (КСВ) исследуемых нерегулярных элементов.

3. Сопоставление результатов экспериментальных исследований и теоретических расчетов.

1. Теоретические сведения

В лабораторной работе были теоретически рассчитаны значения коэффициента стоячей волны для индукционного штыря, LC диафрагмы, C диафрагмы и L диафрагмы. Было проведено экспериментальное исследование в прямоугольном волноводе различных нерегулярных элементов: индуктивной, емкостной и резонансной диафрагм, индуктивного штыря и измерены значения КСВ. По результатам измерения были построены экспериментальные кривые ЧХ КСВ и сопоставлены и теоретическими.

Рис. 5.1. Схема лабораторной установки

Рис. 5.2. Эскизы исследуемых нерегулярных элементов и их схемы замещения

2. Практическая часть

Рабочие формулы:

– для индуктивной диафрагмы

– для ёмкостной диафрагмы

– для индукционного штыря

Таблица 5.1

Зависимость коэффициента стоячей волны от частоты

Вид нерегулярного элемента, его геометрические параметры		9	9,5			10		10,5		11
Индукционный штырь	расчет	1,082	1,077			1,065		1,061		1,059
	эксперимент	1,08		1,08	1,07		1,07		1,07
LC диафрагма	расчет	1,068	1,041			1,019		1,035		1,047
	эксперимент	1,06	1,05			1,02		1,03		1,04
C диафрагма	расчет	1,047	1,055			1,061		1,066		1,074
	эксперимент	1,06	1,06			1,06		1,07		1,07
L диафрагма	расчет	1,089	1,08			1,075		1,067		1,063
	эксперимент	1,08	1,08			1,07		1,07		1,07

Рис. 5.3. Графики расчетной и экспериментальной ЧХ для индукционного штыря

Рис. 5.4. Графики расчетной и экспериментальной ЧХ для LC диафрагмы

Рис. 5.5. Графики расчетной и экспериментальной ЧХ для L диафрагмы

Рис. 5.6. Графики расчетной и экспериментальной ЧХ для C диафрагмы

Вывод: после сопоставления экспериментальной кривой ЧХ и теоретически рассчитанной можно сделать вывод, что полученные значения коэффициента стоячей волны для нерегулярных элементов практически совпадают с расчетными.

Контрольные вопросы

1. Какое электромагнитное поле возникает на нерегулярном элементе в прямоугольном одноволновом волноводе?

Сложное электромагнитное поле, состоящее из трех бегущих волн основного типа Н₁₀.

2. Что такое метод эквивалентных схем и с какой целью он применяется?

Позволяет с помощью сравнительно простых методов теории линейных электрических цепей рассчитать прохождение волны рабочего типа Н₁₀.

3. Что имеется общего у волноводного нерегулярного элемента и его схемы замещения, включенной в эквивалентную длинную линию?

Равный коэффициент отражения по условному напряжению

4. На основании чего можно определить схему замещения нерегулярного элемента в волноводе?

Характеристической проводимости волны Y_c бегущей волны

5. Напишите соотношение, выражающее коэффициент отражения через нормированную проводимость.

6. Напишите соотношение, выражающее коэффициент стоячей волны через коэффициент отражения.

7. Для волны Н₁₀ прямоугольного волновода нарисуйте эскизы и схемы замещения следующих нерегулярных элементов:

а) индуктивной диафрагмы

б) емкостной диафрагмы

в) резонансной диафрагмы

г) индуктивного штыря.