лаб 10 / Отчёт лаб 10
.docxМинистерство 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"
Практикум по дисциплине
Электродинамика и распространение радиоволн
Лабораторная работа № 10
"Исследование электромагнитного поля в прямоугольном волноводе"
Выполнил
Проверил
Чадин А. В.
Москва, 2025
Цель работы:
1.1. Изучение структуры поля волны H10 в прямоугольном волноводе и расчет основных параметров этой волны. 1.2. Овладение методикой измерения основных характеристик волны Н10 в прямоугольном волноводе.
Домашний расчёт
Исходные данные:
Nвар = 11
Рабочая частота f = 7 ГГц
Металл, из которого изготовлен волновод:
Вариант 1 – Алюминий
Вариант 2 - Латунь
Вариант 3 – Медь
Для создания в волноводе одноволнового режима работы, он должен удовлетворять следующим условиям:
и
Условию удовлетворяют 4 стандартных волновода:
Для выбранных прямоугольных волноводов рассчитаем на заданной частоте коэффициент затухания (Металл, из которого изготовлен волновод – алюминий):
Выберем волновод, обеспечивающий минимальное значение коэффициента затухания:
a × b – 0,04 × 0,02 (м)
Коэффициенты затухания для остальных металлов (латунь и медь соответственно):
Рассчитаем основные параметры волны Н10 на заданной частоте:
Критическая длина волны:
Продольное волновое число:
при
Длина волны в волноводе:
Характеристическое сопротивление:
Здесь
– характеристическое сопротивление
среды, заполняющей волновод, – вакуума
Фазовая скорость:
Скорость распространения энергии:
Ход работы
– показание
прибора, соответствующее рассматриваемым
значениям координат х и z.
Таблица 1. Зависимость амплитуды напряженности электрического поля Е от координаты х
|
10 |
0 |
10 |
20 |
24 |
28 |
24 |
22 |
12 |
0 |
|
3,16 |
0 |
3,16 |
4,47 |
4,9 |
5,29 |
4,9 |
4,69 |
3,46 |
0 |
|
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
Рисунок 1 – нормированный график зависимости амплитуды напряженности электрического поля Е от координаты x
Таблица 2. Зависимость амплитуды напряженности электрического поля Е от координаты z
|
18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
8 |
26 |
38 |
40 |
|
4,24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,83 |
5,1 |
6,16 |
6,32 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
28 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
14 |
|
|
|
5,29 |
3,16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,74 |
|
|
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
Рисунок 2 – нормированный график зависимости амплитуды напряженности электрического поля Е от координаты z
Таблица 3. Зависимость параметров волны от частоты
|
3000 |
3100 |
3300 |
3400 |
|
192 |
160 |
144 |
133 |
|
5,76·108 |
4,96·108 |
4,75·108 |
4,5·108 |
|
1,56·108 |
1,81·108 |
1,89·108 |
2·108 |
Рисунок 3 – график зависимости фазовой скорости от частоты
Рисунок 3 – график зависимости скорости распространения энергии от частоты