МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ СВЯЗИ И МАССОВЫХ

                                                   КОММУНИКАЦИЙ

                   

 

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ»

ФАКУЛЬТЕТ

«РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЕ»

КАФЕДРА

«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И АНТЕННЫ (ТЭДиА)»

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №16

по дисциплине «ОТЭПиВ»

на тему: «Исследование волновых явлений, возникающих при падении плоской волны на диэлектрическую пластину»

     

Выполнил
Студент группы БИК2205	_______________________
Проверил
К.т.н., доцент	_______________________	Федотова Т.Н.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целями лабораторной работы являются: изучение волновых явлений при падении плоской электромагнитной волны на границу раздела двух сред; изучение волновых явлений при падении плоской электромагнитной волны на диэлектрическую пластину; овладение методикой расчёта и измерения коэффициентов отражения и прохождения волны для диэлектрической пластины.

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

Расчётная часть выполнялась для варианта №3. Необходимо: рассчитать и построить зависимость модуля коэффициента отражения плоской волны от угла падения её на диэлектрическую пластину; рассчитать и построить зависимость модуля коэффициента прохождения плоской волны через диэлектрическую пластину от угла падения.

1. Исходные данные

• Вид поляризации: параллельная;

• Диэлектрическая проницаемость первой среды: ;

• Диэлектрическая проницаемость второй среды: ;

• Отношение времени к длине волны: ;

• Волновое сопротивление первой среды: ;

• Волновое сопротивление второй среды: ;

• Диапазон угла падения: .

2. Решение

Необходимо рассчитать модуль коэффициента отражения для параллельной поляризации. Это можно сделать по следующей формуле:

где используемые здесь и далее величины можно найти по формулам ниже.

Итоговые численные значения модуля коэффициента отражения представлены ниже. Несмотря на расчётные значения, модуль коэффициента отражения не может превышать единицы.

Рисунок 2.1 – Численные значения коэффициента отражения

Необходимо рассчитать модуль коэффициента прохождения для параллельной поляризации. Это можно сделать по следующей формуле, из учёта того, что квадраты модулей коэффициентов отражения и прохождения в сумме всегда равны 1.

Итоговые численные значения модуля коэффициента прохождения представлены ниже. Несмотря на расчётные значения, модуль коэффициента прохождения не может быть меньше нуля.

Рисунок 2.2 – Численные значения коэффициента прохождения

График зависимости обоих коэффициентов от угла падения представлен ниже, на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – График зависимостей коэффициентов отражения и прохождения от угла падения

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Рисунок 3.4 – Блок-схема экспериментальной установки

Эксперимент проводился на частоте 7.6 ГГц для диэлектрической пластины с относительной диэлектрической проницаемостью и толщиной .

Измерения для каждого значения угла производились по следующему принципу: с прибора снимались значения и в условных единицах (делениях); потом снятые альфа переводились по специальной шкале в децибелы в величины . Далее вычислялась величина и модули коэффициентов отражения и прохождения по следующим формулам:

1. Параллельная поляризация

Необходимо перевести установку в положение, указанное на рисунке 3.1 на рисунке 2(а), и перемещать излучатель, меняя угол падения волны.

2. Нормальная поляризация

Необходимо перевести установку в положение, указанное на рисунке 3.1 на рисунке 2(б), и перемещать излучатель, меняя угол падения волны.

3. Результаты эксперимента

Результаты эксперимента представлены ниже, в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Результаты проведения эксперимента

f, ГГц	Диэлектрическая пластина с
	Поляр
7.6	параллельная	30	55	31	21.6	5.5	-16.1	0.157	0.998
		45	55	29	21.6	4.5	-17.1	0.140	0.990
		60	55	5	21.6	1	-20.6	0.093	0.996
		80	55	19	21.6	3.5	-18.1	0.124	0.992
	нормальная	30	56	35	23.5	7.5	-16	0.158	0.987
		45	56	19	23.5	3.5	-20	0.100	0.995
		60	56	45	23.5	15	-8.5	0.376	0.927
		80	56	51	23.5	20	-3.5	0.668	0.744

4. ВЫВОДЫ

По итогу выполнения лабораторной работы: были изучены волновые явления при падении плоской электромагнитной волны на границу раздела двух сред; были изучены волновые явления при падении плоской электромагнитной волны на диэлектрическую пластину; была постигнута методика расчёта и измерения коэффициентов отражения и прохождения волны для диэлектрической пластины.

Экспериментально: были получены значения модулей коэффициентов отражения и прохождения для нормальной и параллельной поляризаций.

Москва 2024