1 ЛР теория полей

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

Факультет Сетевая Инженерия

Кафедра «Техническая электродинамика и антенны»

Лабораторная работа №1

«Исследование электромагнитного поля элементарных излучателей»

Выполнила: Балыбердина Анастасия Максимовна

группа БИН2401

Проверил: доцент Прошин Александр Борисович

Москва 2026

Цель работы: изучение электромагнитного поля, создаваемого элементарными излучателями (электрическим вибратором и элементарной рамкой), а также исследование зависимостей нормированных амплитуд составляющих электрического поля от угла и нормированного расстояния (r/λ).

Расчетная часть:

Таблица 1 – данные для расчетного задания

№ варианта	f, МГц
3	350

 = с/f = 300*10^6/ (350*10^6) = 0.857 м

Рисунок 1 – Зависимость нормированных амплитуд составляющих и электрического поля электрического вибратора от нормированного расстояния

Рисунок 2 – Расчётная диаграмма направленности нормированных амплитуд составляющих ​ ​ и электрического поля электрического вибратора.

Для электрического вибратора амплитуды составляющих электрического поля определяются следующими выражениями:

где k = 2π/λ - волновое число, r - расстояние до точки наблюдения, λ - длина волны.

Для упрощения расчётов введём безразмерную величину x = r/λ. Тогда:

k = 2π/λ/x = r/λ/kr = 2πx

При построении зависимости от расстояния принимается:/θ = 90° для (sinθ = 1), /θ = 0° для (cosθ = 1).

После расчёта значения амплитуд нормируются к значению при r/λ = 0,2.

Рисунок 3 – Зависимость нормированной амплитуды ​ электрического поля элементарной рамки от нормированного расстояния .

Рисунок 4 – Расчётная диаграмма направленности нормированной амплитуды электрического поля элементарной рамки.

Для элементарной рамки амплитуда электрического поля определяется выражением:

где k = 2π/λ - волновое число, r - расстояние до точки наблюдения, λ - длина волны.

Введём безразмерную величину:

x = r/λ, тогда kr = 2πx.

При построении зависимости от расстояния принимается θ = 90°, следовательно sinθ = 1.

Полученные значения амплитуды нормируются к значению при r/λ = 0,2.

Для угловых зависимостей используется диапазон θ от 0° до 360°, при этом значения нормируются к максимальному значению амплитуды.

Лабораторная часть:

Таблица 2 – замеры для пункта 6.4

θ	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
I	0	14	36	64	120	288	320	448	320	512

θ	100	110	120	130	140	150	160	170	180
I	480	512	480	448	352	176	116	18	0

Рисунок 5 – Экспериментальная диаграмма направленности нормированной амплитуды тока элементарной рамки.

Таблица 3 – замеры для пункта 6.5

r	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
I	256	128	176	96	16	12	6	4	7	38	26

Рисунок 6 – Экспериментальная зависимость нормированной амплитуды тока от нормированного расстояния r/λ для электрического вибратора.

Таблица 4.1 – замеры для пункта 6.6

θ	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
I	84	16	20	0	12	36	72	496	144	168

θ	100	110	120	130	140	150	160	170	180
I	224	264	304	320	248	224	152	64	168

Рисунок 7 – Экспериментальная диаграмма направленности нормированной амплитуды тока электрического вибратора.

Таблица 4.2 – замеры для пункта 6.6

r	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
I	-	46	104	40	16	11	2	0	0	0	0

Рисунок 8 – Экспериментальная зависимость нормированной амплитуды тока от нормированного расстояния r/λ для электрического вибратора.

Таблица 5.1 – замеры для пункта 6.7

	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
I	0	112	128	136	80	80	160	24	320	0

	100	110	120	130	140	150	160	170	180
I	0	8	124	124	156	164	184	184	184

Рисунок 9 – Экспериментальная диаграмма направленности нормированной амплитуды тока электрического вибратора.

Таблица 5.2 – замеры для пункта 6.7

радиус	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
ток	84	10	6	8	6	5	0	0	1	1.3	1

Рисунок 10 – Экспериментальная зависимость нормированной амплитуды тока от нормированного расстояния r/λ для элементарной рамки.

Вывод: в ходе лабораторной работы были исследованы электромагнитные поля элементарных излучателей - электрического вибратора и рамки. Получены зависимости нормированных амплитуд составляющих электрического поля Eθm, Erm, Eφm от угла и нормированного расстояния r/λ. Установлено, что диаграмма направленности вибратора для Eθm соответствует зависимости sinθ, а амплитуда поля уменьшается с ростом r/λ.

Экспериментальные результаты в целом согласуются с теоретическими, что подтверждает основные свойства электромагнитного поля элементарных излучателей.