Добавил:

Kvant Когда то был здесь Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

Электродинамика

Файл:

Курсач 4 вар / ЭДкурсач

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.02.2026

Размер:

444.62 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

МИНОБРНАУКИ России

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»

кафедра ФЭТ

Курсовая работа по дисциплине «Электродинамика»

«Электромагнитные волны в направляющих системах»

Выполнил:

__________

Преподаватель:

__________

Алтынников А.Г.

Санкт-Петербург

2025

Задание на курсовую работу

Студент:.

Группа:

Тема работы: Электромагнитные волны в направляющих системах

Исходные данные:

Таблица 1 – Исходные данные для курсовой работы

Вариант	Тип	Тип поля	Диапазон	Диэлектрик	Материал
	волновода		рабочих		покрытия
			частот,		стенок
			ГГц		волновода
4	Круглый	Е02	10..16	LaAlO3	Al, Ag

Содержание пояснительной записки:

“Содержание”, “Основная часть ”,“Заключение”, “Cписок использованных источников” Предполагаемый объем пояснительной записки:

Не менее 15 страниц.
Дата выдачи задания:	07.10.2025
Дата сдачи курсовой работы:
Дата защиты курсовой работы:
Студент:	_______________
Преподаватель:	_______________	Алтынников А.Г.

Оглавление
1.	Расчёт размеров волновода ........................................................................................................................................................	4
2.	Построение силовых линий в воловоде ...................................................................................................................................	5
3.	Спектр мод в волноводе ..............................................................................................................................................................	6
4.	Влияние материала диэлектрического заполнения волновода на волновое сопротивление ........................................	8
5.	Влияние диэлектрического заполнения на фазовую и групповую скорости ..................................................................	10
7.	Спектр резонансных частот в заданном частотном диапазоне .........................................................................................	12
8.	Добротность резонансных гармоник в заданном частотном диапазоне ..........................................................................	14
Заключение ...........................................................................................................................................................................................		17
Список использованных источников...............................................................................................................................................		18

1. Расчёт размеров волновода

Рисунок 1 – Общий вид круглого волновода

Определим радиус исследуемого волновода из частоты отсечки основной моды E02:


кр =

	2	√
	2
			0	0

ktmn – Поперечное волновое число, значение которого находятся из функции Бесселя:

, а – радиус волновода, m = 0, n = 2, тогда:

кр =

√

= 10 109 Гц

кр

= 5.520

= 1

кр√ 0

[

= 1

]

5.520

= 0.0263 м

2 10 109 √8.85 10−12 4 10−7 1

2. Построение силовых линий в воловоде

Рисунок 2 – Распределение поля Е02 в круглом волноводе

3. Спектр мод в волноводе

Рассматриваемый диапазон: [10, 16] ГГц Рассчитаем подбором корней функции Бесселя, какие моды электрического поля также входят в наш диапазон.

Для поля Е:

кр

= 0.0263,

= 2

√ 0

Моды попадающие в рабочий диапазон частот:

Пример расчёта:

12 = 7.016,

кр =

7.016

= 12.73 ГГц,

2 0.0263 √8.85 10−12 4 10−7

= 2 12.73 109 = 79.86

рад

кр

нс

22 = 8.417,

кр

= 15.25 ГГц,

кр = 95.82

рад

нс

30 = 8.654,

кр = 15.68 ГГц,

кр = 98.52

рад

нс

Для поля Н:

кр =

2 √ 0 0

Моды попадающие в рабочий диапазон:


02	= 7.016; кр = 12.71 ГГц; кр = 79.86	рад	.

		нс
22	= 6,705; кр = 12.15 ГГц; кр = 76.34	рад
		нс
13	= 8,536; кр = 15,46 ГГц; кр = 97.14	рад
		нс

Спектр продольных волновых чисел для волновода можно определить выражением:

= 1

( ) =

√ 2

− 2

= [

= 1

] =

√ 2 − 2 .

√ 0 0

кр

Построим спектры для всех найденных мод:

Рисунок 3 – Спектры мод в рабочем диапазоне

4. Влияние материала диэлектрического заполнения волновода на волновое сопротивление

−

′

( ) cos( ) −

в =

−

′

(

) cos( ) −

√ 2 − (

)

0 0

= √ 2

−

(

)

0 0

Воздушное заполнение:

кр = 10 ГГц,

кр

= 62.83

рад

нс

( )

√ 2

− 62.832

√ 2 8.85 10−12

5.520

4 10−7 − (

)

√ 2 1.11 10−17 − 4.4052 104

0.0263

8.85 10−12

Исследуемое диэлектрическое сопротивление:		(	= 1 ,	= 25 ):
	3
кр =	5.520	= 2 ГГц,		кр = 12.566	рад
					нс
	2 0.0263 √8.85 10−12 4 10−7 25

√25( ) = √ 2 − 12.5662


	√ 2		5.520			2
		8.85 10−12 100 10−7	− (		)			√ 2 2.78 10−16 − 4.4052 104
=		8.85 10−12 100 10−7	− (	0.0263	)		=	√ 2 2.78 10−16 − 4.4052 104
=		8.85 10−12 25					=		221.25 10−12
		8.85 10−12 25							221.25 10−12

Рисунок 4 – Спектры основной моды в воздушном и заполненном волноводах

Рисунок 5 – Зависимость волнового сопротивления от частоты для воздушного и заполненного волноводов

5. Влияние диэлектрического заполнения на фазовую и групповую скорости

√ 2 − 2

кр

ф( )возд =

гр( )возд =

√ 2

− 2

кр

√ 2 − 2

кр

ф( ) =

гр( ) =

√25

√25√ 2

− 2

кр

Рисунок 6 – Зависимости фазовой и групповой скоростей для воздушного и заполненного волноводов от частоты поля

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Курсач 4 вар

#
12.02.2026347.03 Кб0эдкурс.xmcd
#
12.02.2026444.62 Кб1ЭДкурсач.pdf