Лабораторочки / 5 / 5

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ТОР

отчет

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Техническая электродинамика»

Тема: Волны в коаксиальной линии при произвольной нагрузке

Вариант 4

Студенты гр. фыв		фыв
		фыв
Преподаватель		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Цель работы: исследование параметров отрезков коаксиальной линии при произвольной нагрузке в программе Microwave Office.

Обработка результатов:

Номер варианта	f0, ГГц	Θ0, градусы	Металл	tg δ	D, мм
4	2	180	Серебро	0.001	2

Таблица 1 — Параметры варианта 3

1. Расчёт параметров коаксиальной линии

1.1 Рассчитаем длину волны в линии на рабочей частоте с учетом диэлектрического заполнения: ; мм.

Здесь – длина волны в вакууме, – параметры среды относительно вакуума, с – скорость света в вакууме, f₀ – частота (см.табл.1).

1.2 Рассчитаем погонные емкость С и индуктивность L, проверим результаты расчётом волнового сопротивления

Ф;

Гн;

Ом.

Полученное сопротивление совпадает с заданным, значит расчёт выполнен верно

1.3 Рассчитаем все представленные в TXLine параметры коаксиальной линии

Рисунок 1 — Расчётные параметры коаксиальной линии

1.4 Найдем зависимость погонного затухания от частоты в коаксиальной линии

f, ГГц	1	2	4	6	8	10
loss	0,39	0,61	0,97	1,29	1,59	1,87

Таблица 2 — Зависимость погонного затухания от частоты

Рисунок 2 — График зависимости погонного затухания от частоты

2. Расчёт входных характеристик отрезка коаксиальной линии

Рисунок 3 — Исследуемая схема

2.1 Рассчитаем значения модуля входного коэффициента отражения и КСВ

; Z_л = 50 Ом.

Zн, Ом	0	25	50	100	50000
	-1	-0,333	0	0,333	0,998
	∞	2	1	2	1000

Таблица 3 — Значения модуля коэффициента отражения и КСВ в зависимости от нагрузки

2.2 Построим семейства графиков зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления отрезка коаксиала с различными нагрузками

Рисунок 4 — График зависимости вещественной и мнимой частей входного сопротивления от частоты (R=0)

Рисунок 5 — График зависимости вещественной и мнимой частей входного сопротивления от частоты (R=25 Ом)

Рисунок 6 — График зависимости вещественной и мнимой частей входного сопротивления от частоты (R=50 Ом)

Рисунок 7 — График зависимости вещественной и мнимой частей входного сопротивления от частоты (R=100 Ом)

Рисунок 8 — График зависимости вещественной и мнимой частей входного сопротивления от частоты (R=50 кОм)

2.3 На эскизе круговой диаграммы отобразим те же характеристики в полосе частот

Рисунок 9 — Диаграмма зависимости нормированного входного сопротивления от частоты (R=0)

Рисунок 10 — Диаграмма зависимости нормированного входного сопротивления от частоты (R=25 Ом)

Рисунок 11 — Диаграмма зависимости нормированного входного сопротивления от частоты (R=50 Ом)

Рисунок 12 — Диаграмма зависимости нормированного входного сопротивления от частоты (R=100 Ом)

Рисунок 13 — Диаграмма зависимости нормированного входного сопротивления от частоты (R=50 кОм)

Рисунок 14 — Зависимость входного сопротивления от частоты (R=0 Ом)

Рисунок 15 — Зависимость входного сопротивления от частоты (R=25 Ом)

Рисунок 16 — Зависимость входного сопротивления от частоты (R=50 Ом)

Рисунок 17 — Зависимость входного сопротивления от частоты (R=100 Ом)

Рисунок 18 — Зависимость входного сопротивления от частоты (R=50 кОм)

2.4 Исследование зависимости нормированного входного сопротивления от электрической длины коаксиальной линии

Рисунок 19 — Диаграмма зависимости нормированного входного сопротивления от электрической длины коаксиальной линии от 0 до π с шагом π/8

Вывод: в ходе лабораторной работы были исследованы параметры коаксиальной линии с различными нагрузками. Убедились, что при согласованной нагрузке (Zн = 50 Ом) КСВ ≈ 1, а коэффициент отражения ρ_н близок к нулю. При рассогласованных нагрузках наблюдались изменения вещественной и мнимой частей входного сопротивления, а также рост КСВ.