
- •«Анализ электромагнитного поля в прямоугольном волноводе»
- •Содержание
- •1. Техническое задание.
- •2. Пользуясь уравнениями Максвелла, определим комплексные амплитуды составляющих вектора .
- •3. Определим диапазон частот, в котором – действительное число, т.Е. Рассматриваемое поле – бегущая волна.
- •4. Запишем выражения для мгновенных значений составляющих векторов поля и для двух случаев:
- •5. Построим графики амплитуд составляющих векторов поля.
- •6. Проверка выполнения граничных условий.
- •7. Комплексные амплитуды плотностей поверхностных токов и зарядов.
- •8. Определим выражения для комплексного вектора Пойнтинга, среднее за период значение плотности потока энергии, амплитуду плотности реактивного потока энергии.
- •9. Вычислим средний за период поток энергии через поперечное сечение волновода.
- •10. Фазовая скорость и скорость распространения энергии.
- •11. Определим коэффициента затухания волны.
- •13. Рассчитаем и построим график зависимости коэффициента затухания волны в волноводе от частоты.
- •15. Вывод.
- •16. Список использованной литературы.
15. Вывод.
Данная работа была посвящена теоретическому
исследованию электромагнитного поля
в прямоугольном волноводе. В ходе
изучения данного поля с помощью известной
комплексной амплитуды вектора
напряжённости электрического поля мы
смогли полностью описать поле, найдя
все составляющие обоих его векторов.
Была установлена критическая частота,
дающая возможность судить о том, в каком
диапазоне волна является бегущей.
Построив графики зависимостей амплитуд
от координат, мы пришли к заключению,
что представленная волна относится к
типу
,
так как зависимость от координатыxимеет линейный характер, а график
зависимости от координатыyдаёт понять, что на стенке укладывается
одна полуволна. На примере верхней
стенки волновода было проверено
выполнение граничных условий для
касательной составляющей вектора Е и
нормальной составляющей вектора Н.
Также были найдены комплексные амплитуды
плотностей поверхностных токов и
зарядов. Записав выражения для вектора
Пойнтинга в предварительно найденных
диапазонах бегущей и стоячей волны, мы
убедились в правильности предыдущих
вычислений: в предполагаемом режиме
стоячей волны переносы энергии, в отличии
от режима бегущей волны, не было. Мы
определили фазовую скорость и скорость
распространения энергии, а также
графически построили их зависимости
от частоты, для наглядности указав
значение скорости света для данной
среды. Использование граничных условий
Леонтовича-Щукина помогло нам в
определении коэффициента затухания
для заданной волны. Его зависимость от
частоты также была нанесена на график.
Имея представление о волне на основании
исследований, нам удалось изобразить
структуру силовых линий электрического
и магнитного полей и структуру силовых
линий плотности поверхностного тока
проводимости, протекающего по стенкам
волновода. Наглядные подтверждения
правильности полученных данных в виде
графиков дают нам возможность говорить
о том, что мы верно построили математическую
модель поля.
16. Список использованной литературы.
1. «Техническая электродинамика»: Ю.В. Пименов, В.И. Вольман, А.Д. Муравцов под редакцией Ю.В. Пименова, издательство «Радио и Связь», Москва, 2000 год.
2. «Методические указания по курсу: математические основы теории электромагнитных полей и волн»: В.И. Корнюхин, издательство «Радио и Связь», Москва, 2011 год.