![](/user_photo/76753_ghNv8.png)
pract / pr1
.docxФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»
___________________________________________________________________________
Кафедра цифровой обработки сигналов
Дисциплина «Техническая электродинамика»
Практическая работа №1
Моделирование и анализ волноводов сложной формы
Выполнили: ст. гр.
Проверил: ст. преподаватель
Дмитриева В.В.
Санкт-Петербург
2024
Вариант 2
2 |
Н- волновод, частота 10 ГГц |
Данные, взятые из таблицы размеров:
|
Рабочий диапазон, ГГц |
Размеры, мм |
WR-90 |
8,15 - 12,05 |
23,00 х 10,00 |
Рис.1.1 Н- и П- волноводы
Рис.1.2 Расчётное изображение векторов H в Н-волноводе
Расчетные формулы:
– отношение ребра s к a,
для данного волновода было взято равным
0.2.
(При s/a ≤ 0,2...0,3 коэффициент широкополосности ζ Н- и П-волноводов существенно выше, чем прямоугольного волновода с теми же размерами а и b. Дальнейшее увеличение отношения s/a приводит к уменьшению коэффициента широкополосности, так как боковые стенки волновода приближаются к краям ребер, возрастает концентрация энергии полей вблизи боковых стенок и увеличивается продольная составляющая Нz напряженности магнитного поля, повышается критическая частота волны Н10, уменьшается коэффициент широкополосности).
– отношение ребра t к b,
для данного волновода было взято равным
0.8.
(Чем ближе отношение t/b к единице, тем выше концентрация поля в зазоре и тем, следовательно, ниже критическая частота волны Н10- В то же время влияние относительно узкого (s/a < 0,2...0,3) ребра (или ребер в Н-волноводе) на критическую частоту волны Н2о незначительно, так как ребро вводится в сечение, где напряженность электрического поля волны Н2о мала).
Рис. 2 Н волновод WR-90 Рис. 3 Прямоугольный волновод WR-90
Рис. 4 Н волновод WR-75 Рис. 5 Прямоугольный волновод WR-75
3. Исследуйте влияние диэлектрика, заполняющего волновод. Для этого необходимо поочередно выбрать материал внутри волновода с различными относительными диэлектрическими проницаемостями. Сделайте выводы - поочередно выводите графики S11 (коэффициент отражения) и посчитайте КСВ.
Н-волновод
Для вакуума: S11= -43.14 дБ
Рис. 6 График коэффициента отражения Н волновода для вакуума
Для стекла: S11=-34.79 дБ
Рис. 7 График коэффициента отражения Н волновода для стекла
Для алмаза: S11=-21.22 дБ
Рис. 8 График коэффициента отражения Н волновода для алмаза
Прямоугольный волновод
Для вакуума: S11= -69.13 дБ
Рис. 9 График коэффициента отражения прямоугольного волновода для вакуума
Для стекла: S11=-46.95 дБ
Рис. 10 График коэффициента отражения прямоугольного волновода для стекла
Для алмаза: S11=-21.08 дБ
Рис. 11 График коэффициента отражения прямоугольного волновода для алмаза
Вывод: за увеличением диэлектрической проницаемости следует уменьшение коэффициента отражения. При больших значениях диэлектрической проницаемости различие между H-волноводом и прямоугольном волноводом минимально.
Таблица сравнения:
|
Н-образный |
Прямоугольный |
|
a=23 b=10 s=4.6 t=8 |
a=23 b=10 |
|
5.9 ГГц |
6.5 ГГц |
|
-43.14 дБ |
-69.13 дБ |
Вывод: при одинаковых размерах, у Н волновода ниже критическая частота, следовательно критическое значение длинны волны выше.
Коэффициент отражения у H волновода меньше, следовательно у него меньше потерь.