Министерство цифрового развития, связи и массовых

Коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)

──────────────────────────────────────

Кафедра «Техническая электродинамика и антенны»

Лабораторная работа №4

«Дисперсия электромагнитных волн в прямоугольном волноводе»

По дисциплине

«Основы теории электромагнитных полей и волн»

Выполнили:

Студенты группы БИН2406

Петров Вячеслав Андреевич

Соболев Егор Сергеевич

Вариант №2

Оглавление

Исходные данные 3

Задание 1 3

Исследование влияния дисперсии на распространение прямоугольного 3

Исследование зависимостей на графиках 4

Задание 2 5

Исследование влияния дисперсии на распространение прямоугольного радиоимпульса в зависимости от длины волновода 5

Исследование зависимостей на графиках 6

Задание 3 7

Определение минимально возможной длительности входного импульса, уширение которого при прохождении по отрезку прямоугольного волновода не превысит 10% 7

Исследование зависимостей на графиках 8

Задание 4 9

Определение минимально возможной частоты, при которой уширение прямоугольного радиоимпульса при прохождении по отрезку прямоугольного волновода не превысит 10% 9

Исследование зависимости на графике 10

Вывод 10

Исходные данные

Таблица 1 – исходные данные по варианту

Вариант, №	2
Размер волновода , мм
Длина волновода , м	2
Длительность импульса , нс	10
Диапазон , ГГц

Задание 1

Исследование влияния дисперсии на распространение прямоугольного

радиоимпульса в зависимости от частоты

Задаём тип волны в волноводе

Задаём рабочую частоту

Измерения выполняются с шагом: ГГц

Таблица 2 – зависимость длительности выходного импульса и коэффициента уширения от рабочей частоты

Частота f, ГГц	Длительность выходного импульса , нс	Коэффициент уширения , %
9,5	60	500
10,45	20	100
11,4	13	30
12,35	13	30
13,3	12	20
14,25	11,5	15
15,2	11,5	15
16,15	11	10
17,1	11	10
18,05	11	10
19	11	10

Исследование зависимостей на графиках

Рисунок 1 – зависимость длительности выходного импульса от частоты

Рисунок 2 – зависимость коэффициент уширения от частоты

Задание 2

Исследование влияния дисперсии на распространение прямоугольного радиоимпульса в зависимости от длины волновода

Задаём среднюю частоту диапазона: ГГц

Таблица 3 – зависимость характеристик выходного импульса от длины волновода L

Длина волновода L, м	Длительность выходного импульса , нс	Коэффициент уширения , %
1	11	10
2	11	10
3	11,5	15
4	11,5	15
5	12	20
6	12	20
7	13	30
8	13	30
9	13,5	35
10	14	40
11	14	40
12	14,5	45
13	14,5	45
14	15	50
15	15	50

Исследование зависимостей на графиках

Рисунок 3 – зависимость длительности выходного импульса от длины волновода L

Рисунок 4 – зависимость коэффициента уширения от длины волновода L

Задание 3

Определение минимально возможной длительности входного импульса, уширение которого при прохождении по отрезку прямоугольного волновода не превысит 10%

Скорость передачи информации: ,

Таблица 4 – исследование влияния начальной длительности импульса на величину уширения

Длина волновода L, м	Длительность выходного импульса , нс	Скорость передачи информации ,
1	9,83	5086469,99
2	9,8	5102040,816
3	11	4545454,545
4	11,8	4237288,136
5	12,8	3906250
6	14,6	3424657,534
7	15	3333333,333
8	16,2	3086419,753
9	16,6	3012048,193
10	18,4	2717391,304
11	18,6	2688172,043
12	18,6	2688172,043
13	19,8	2525252,525
14	19,9	2512562,814
15	21	2380952,381

Исследование зависимостей на графиках

Рисунок 5 – зависимость длительности выходного импульса от длины волновода L

Рисунок 6 – зависимость скорости передачи информации от длины волновода L

Задание 4

Определение минимально возможной частоты, при которой уширение прямоугольного радиоимпульса при прохождении по отрезку прямоугольного волновода не превысит 10%

Таблица 5 – Определение критических параметров при ограничении коэффициента уширения до 10%

Длина волновода L, м	Частота f, ГГц
1	12,1
2	14,3
3	14,4
4	15,4
5	17,5
6	18,9
7	18,9
8	20,3
9	21,1
10	21,9
11	22,7
12	23,6
13	24
14	25,4
15	27,4

Исследование зависимости на графике

Рисунок 7 – зависимость частоты f от длины волновода L

Вывод

В данной лабораторной работе проводилось комплексное изучение явления дисперсии и его влияния на качественные характеристики передачи импульсных сигналов в стандартном волноводном тракте прямоугольного сечения. Основной целью исследований являлось установление функциональных связей между параметрами направляющей системы и степенью искажения передаваемой информации, что необходимо для определения оптимальных режимов функционирования линий связи. В процессе выполнения заданий был произведен анализ зависимости уширения сигналов от их спектрального состава и протяженности линии, а также выполнена оценка максимально достижимой пропускной способности системы. Полученные результаты позволяют обосновать выбор рабочих частот и длительности импульсов для минимизации временных задержек и обеспечения высокой достоверности передачи данных в реальных устройствах СВЧ-диапазона.

Москва 2026