Домашний расчёт / Домашняя работа для лабы 10

3.1. Сформулировать условия, которым должны удовлетворять поперечные размеры прямоугольного волновода для создания в нем на заданной частоте одноволнового режима работы (частота указана в таблице 1, причем номер задания в ней соответствует порядковому номеру студента в групповом журнале) и выбрать соответствующие этим условиям стандартные волноводы (таблица 2).

3.2. Для выбранных в пункте 3.1 прямоугольных волноводов рассчитать на заданной частоте коэффициент затухания, обусловленный потерями в стенках волноводов (при расчете считать, что волноводы заполнены идеальным диэлектриком, и стенки волноводов выполнены из металла, указанного в таблице 1, вар. 1). По результатам расчетов выбрать волновод, обеспечивающий минимальное значение коэффициента затухания.

3.3. Для выбранного в пункте 2 прямоугольного волновода рассчитать основные параметры волны Н10 на заданной частоте, причем коэффициент затухания следует рассчитать для двух остальных типов металлов, указанных в таблице 1 (вар. 2 и 3), используя формулу и таблицу 3 (см. приложение).

3.1. Сформулировать условия, которым должны удовлетворять поперечные размеры прямоугольного волновода для создания в нем на заданной частоте одноволнового режима работы (частота указана в таблице 1, причем номер задания в ней соответствует порядковому номеру студента в групповом журнале) и выбрать соответствующие этим условиям стандартные волноводы (таблица 2).

Чтобы в волноводе создался одноволновой режим, его размеры должны удовлетворять условию a<λ<2a, где a – большая сторона прямоугольного волновода.

№	f,	Металл, из которого изготовлен волновод
1	2	3	4	5
п/п	ГГц	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
19	18	Латунь	Серебро	Медь

f = 18⋅10⁹ Гц –– Частота

λ = 0.017 м = 17 мм –– Длина волны

₀ = 8.842⋅10^–12 Ф/м ––Электрическая постоянная

μ₀ = 4π⋅10^–7 Гн/м –– Магнитная постоянная

s = 39⋅10⁶ См/м ––

Подходят следующие волноводы:

№ п/п	ab, мм
14	94,5
15	115,5
16	136,5
17	168

3.2. Для выбранных в пункте 3.1 прямоугольных волноводов рассчитать на заданной частоте коэффициент затухания, обусловленный потерями в стенках волноводов (при расчете считать, что волноводы заполнены идеальным диэлектриком, и стенки волноводов выполнены из металла, указанного в таблице 1, вар. 1). По результатам расчетов выбрать волновод, обеспечивающий минимальное значение коэффициента затухания.

коэффициент затухания: , где –

поверхностное сопротивление проводника.

α1 = 0.124

α2 = 0.050

α3 = 0.032

α4 = 0.021

Волновод, обеспечивающий минимальное значение коэффициента затухания:

№ п/п	ab, мм
17	168

3.3. Для выбранного в пункте 2 прямоугольного волновода рассчитать основные параметры волны Н₁₀ на заданной частоте, причем коэффициент затухания следует рассчитать для двух остальных типов металлов, указанных в таблице 1 (вар. 2 и 3), используя формулу и таблицу 3 (см. приложение).

Основные параметры волны Н₁₀

– критическая длина волны

– продольное волновое число;

– длина волны в волноводе;

– характеристическое сопротивление;

– фазовая скорость;

– скорость распространения энергии;

– коэффициент затухания.

критическая длина волны:

λ_кр = 0.032

продольное волновое число:

β = 321.822

длина волны в волноводе:

Λ = 0.02

характеристическое сопротивление:

Z^H10 = 441.618

фазовая скорость

v_ф = 3.514*10⁸

скорость распространения энергии: ;

v_э = 2.561*10⁸

коэффициент затухания:

Для серебра

s = 62⋅10⁶ См/м

α = 0.017

Для меди

s = 57⋅10⁶ См/м

α = 0.017