5ТЭД

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

Студенты гр. 0182		Бронников Д.Д.
		Кужелев Е.Л.
Преподаватель		Журавлёв А.Г.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы.

Исследование параметров отрезков коаксиальной линии при произвольной нагрузке в программе Microwave Office.

Протокол измерений.

1	3	180	Медь	0.005	5

Обработка результатов эксперимента.

1. Расчет параметров коаксиальной линии

1.1 Рассчитаем длину волны в линии на рабочей частоте (с учетом диэлектрического заполнения).

м

2. Рассчитаем погонные емкость C, пФ/м и индуктивность L, нГ/м.

Рис. 1 Пересчет электрических характеристик линии в физические

Погонная емкость измеряется в фарадах на метр. После расчета получим C=67,7 пФ/м.

=0,164 мкГн/м

Проверим результаты расчетом волнового сопротивления линии:

1. Изобразим графически зависимость погонного затухания в коаксиальной линии от частоты.

Частота, ГГц	Loss, дБ/м
1	0,58
3	1,58
5	2,55
7	3,516
9	4,47
10	4,946

2. Расчет входных характеристик отрезка коаксиальной линии

2.1 Рассчитаем значения модуля входного коэффициента отражения и КСВ.

1. Zн = 0 Ом

2. Zн = 50 Ом

3. Zн = 25 Ом

4. Zн = 100 Ом

5. Zн = 50000 Ом

2.2 Построим семейства графиков зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузками R = 0, Z₀/2, Z₀, 2Z₀, 1000Z_0. На эскизе круговой диаграммы те же характеристики отобразить в полосе частот 3 ± 3/10 с шагом 3/20. Для этих же частотных точек построим таблицы нормированных к волновому сопротивлению Z₀ значений зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления.

• Нагрузка R=0

Рис. 2 Зависимость вещественной и мнимой частей входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузкой R=0

Рис. 4. Диаграмма Смита зависимости входного сопротивления от частоты при нагрузке R=0.

Рис. 5. Таблица нормированных значений зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления

• Нагрузка R=25

Рис. 6. Зависимость вещественной и мнимой частей входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузкой R=Z₀/2

Рис. 7. Диаграмма Смита зависимости входного сопротивления от частоты при нагрузке R=25.

Рис. 8. Таблица нормированных значений зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления

• Нагрузка R=50

Рис. 9. Зависимость вещественной части входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузкой R=Z₀

Рис. 10. Зависимость мнимой части входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузкой R=Z₀

Рис. 11. Диаграмма Смита зависимости входного сопротивления от частоты при нагрузке R=50.

Рис. 12. Таблица нормированных значений зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления

• Нагрузка R=100

Рис. 13. Зависимость вещественной и мнимой частей входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузкой R=2Z₀

Рис. 14. Диаграмма Смита зависимости входного сопротивления от частоты при нагрузке R=100.

Рис. 15. Таблица нормированных значений зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления

• Нагрузка R=50000

Рис. 16. Зависимость вещественной части входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузкой R=1000Z₀

Рис. 17. Зависимость мнимой части входного сопротивления отрезка коаксиала с нагрузкой R=1000Z₀

Рис. 18. Диаграмма Смита зависимости входного сопротивления от частоты при нагрузке R=1000Z₀

Рис. 19. Таблица нормированных значений зависимостей вещественной и мнимой частей входного сопротивления

3. На эскизе круговой диаграммы отобразить изменение входного сопротивления отрезка линии, нагруженного на сопротивление R = 25, при изменении его электрической длины от 0 до π с шагом π/8.

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине π/8, L=0

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине π/8, L= 6.25

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине 2π/8, L= 12.5

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине 3π/8, L= 18.74

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине 4π/8, L= 25

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине 5π/8, L=31.23

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине 6π/8, L= 37.5

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрической длине 7π/8, L=43.7

Рис. 25 Круговая диаграмма Смита при R= Z₀/2 и электрическое длине π

Вывод.

В результате выполнения лабораторной работы были рассчитаны параметры коаксиальной линии. Были построены графики и диаграммы Смита входных характеристик отрезка коаксиальной линии для различных нагрузок.