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 №1

по дисциплине «ОТЭПиВ»

на тему: «Исследование электромагнитного поля элементарных излучателй»

     

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

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью лабораторной работы является: изучение электромагнитных полей, создаваемых элементарными излучателями в виде электрического вибратора и рамки.

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

Расчётная часть выполнялась для варианта №3. Необходимо: рассчитать и построить зависимость амплитуд составляющих электрического поля и от расстояния для электрического вибратора при угле для и при угле для ; рассчитать и построить зависимость амплитуд составляющих электрического поля и от угла для электрического вибратора на расстоянии ; рассчитать и построить зависимость амплитуды электрического поля рамки от расстояния при угле ; рассчитать и построить зависимость амплитуды электрического поля рамки от угла для расстояния .

1. Исходные данные

• Частота: ;

• Длина волны: ;

• Волновое число: ;

• Амплитуда тока вибратора: ;

• Волновое сопротивление среды: ;

• Длина вибратора: ;

• Абсолютна магнитная проницаемость среды: ;

• Площадь рамки: ;

• Диапазон расстояний: ;

• Диапазон углов: .

2. Зависимость амплитуд составляющих от расстояния

Необходимо рассчитать и построить зависимость амплитуд составляющих электрического поля и от расстояния для электрического вибратора при угле для и при угле для , при этом расстояние изменяется согласно исходным данным. Формулы, описывающие необходимые зависимости представлены ниже, на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Формулы зависимости амплитуд составляющих электрического поля

Ниже, на рисунке 2.2, представлен график зависимости амплитуд составляющих электрического поля от расстояния.

Рисунок 2.2 – График зависимостей амплитуд составляющих электрического поля от расстояния

3. Зависимость амплитуд составляющих от угла

Необходимо рассчитать и построить зависимость амплитуд составляющих электрического поля и от угла для электрического вибратора при длине вибратора , при этом угол изменятся согласно исходным данным. Формулы, описывающие необходимые зависимости представлены на рисунке 2.1, только переменная зависимости изменена с расстояния на угол . Полученные значения нормируются к максимальным по следующим формулам:

График получившихся зависимостей представлен ниже, на рисунке 2.2.

Рисунок 2.3 – График зависимостей амплитуд составляющих электрического поля от угла

4. Зависимость амплитуды составляющей от расстояния

Необходимо рассчитать и построить зависимость амплитуды составляющей электрического поля рамки от расстояния для электрического вибратора при угле , при этом расстояние изменяется согласно исходным данным. Формулы, описывающие необходимые зависимости представлены ниже, на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Формулы зависимости амплитуды составляющей электрического поля

Ниже, на рисунке 2.5, представлен график зависимости амплитуды составляющей электрического поля рамки от расстояния.

Рисунок 2.5 – График зависимостей амплитуды составляющей электрического поля рамки от расстояния

5. Зависимость амплитуды составляющей от угла

Необходимо рассчитать и построить зависимость амплитуды составляющей электрического поля рамки , при этом угол изменятся согласно исходным данным. Формулы, описывающие необходимые зависимости представлены на рисунке 2.4, только переменная зависимости изменена с расстояния на угол . Полученные значения нормируются к максимальным по следующей формуле:

График получившейся зависимости представлен ниже, на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – График зависимости амплитуды составляющей электрического поля рамки от угла

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Рисунок 3.7 – Блок схема экспериментальной установки

Эксперимент производился на частоте 721 мГц. Изначально, вычисляется длина волны по формуле .

Далее, на расстояние, равное половине длины волны, от приёмника устанавливается излучатель с двумя шарообразными «наконечниками». Путём вращения ручки измерителя и считывания значения с измерительного прибора, измеряются значения амплитуды напряжённости электрического поля при каждом значении угла от 0° до 180° с шагом 10°. Результаты проведения эксперимента представлены ниже, в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Таблица экспериментально полученных значений напряжённости эл.поля при разных значениях угла

После, ручка измерителя угла устанавливается на 90° (при этом угле амплитуда поля максимальна), и, путём перемещения излучателя от и к приёмнику, считываются значения амплитуды напряжённости электрического поля при каждом расстоянии, пока амплитуда не будет равна нулю. Результаты проведения эксперимента представлены ниже, в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Таблица экспериментально полученных значений напряжённости эл.поля при разных значениях расстояния

После получения данных для «шарообразного» излучателя, излучатель заменяется на кольцевой. Для кольцевого излучателя повторяются оба вышеописанных эксперимента по аналогичной методике. Результаты эксперимента представлены ниже, на рисунке 3.2.

По результатам эксперимента строятся зависимости нормированных значений амплитуды напряжённости электрического поля от соответствующих величин. Нормирование производится относительно максимального значения амплитуды напряжённости электрического поля. Графики соответствующих зависимостей представлены ниже, на рисунках с 3.3 по 3.6.

Рисунок 3.8 – Результаты эксперимента для кольцевого излучателя

Рисунок 3.9 – График зависимости амплитуды напряжённости эл.поля от угла для «шарообразного» излучателя

Рисунок 3.10 – График зависимости амплитуды напряжённости эл.поля от расстояния для «шарообразного» излучателя

Рисунок 3.11 – График зависимости амплитуды напряжённости эл.поля от угла для кольцевого излучателя

Рисунок 3.12 – График зависимости амплитуды напряжённости эл.поля от расстояния для кольцевого излучателя

4. ВЫВОДЫ

По итогу выполнения лабораторной работы: были изучены электромагнитные поля, создаваемые элементарными излучателями в виде «шарообразного» и кольцевого излучателей.

Экспериментально: были получены значения амплитуды напряжённости электрического поля для каждого из излучателей; зависимости амплитуды напряжённости электрического поля от угла поворота излучателя к приёмнику и от расстояния излучателя до приёмника.

Москва 2024