Теорія поля / Посiбник

361

мального рупора 4 в E -площині проходить через випромінювальну апертуру і сполучається із вертикальною віссю решітки 1, а вісь обертання в H -площині збігається із поздовжньою віссю ДХ 2, це забезпечує реєстрацію кутів випромінювання в інтервалі ϕ =10°-170° з точністю

ϕ =±0,25°. У ході вимірювання діаграм спрямованості си-

гнал, прийнятий рупором 4, надходить на вхід «Y» двокоординатного графопобудовника (ГП), вхід «X» якого підключений до датчика кута повороту прийомного рупора. Таким чином, при переміщенні рухливої антени на графопобудовнику фіксуються діаграми випромінювання, які після оцифровування використовують для комп'ютерної обробки отриманих даних.

Для визначення частотних характеристик, коефіцієнта стоячої хвилі (КСХ) і коефіцієнта передачі досліджуваної системи використовується панорамний вимірник КСХН і ослаблень, який складається із блока генератора хитної частоти (ГХЧ), індикатора КСХН і ослаблень (Я2Р-67), спрямованих відгалужувачів 5 з детекторними секціями, підключеними до відповідних з'єднувачів блока Я2Р-67. Залежно від способу підключення відгалужувачів до вимірювальної лінії, визначають залежності або коефіцієнта передачі, або КСХ у заданому діапазоні частот. Отримані результати обробляються за допомогою блока DEV, який являє собою аналого-цифровий перетворювач, і надходять через шину USB у персональний комп'ютер (ПК) для подальшої обробки результатів вимірювань.

При проведенні вимірювань на вході в досліджуваний об'єкт забезпечується постійний рівень потужності за допомогою автоматичного регулятора потужності (АРП), який входить у панорамний вимірник, а мінімальні відбиття на виході ДХ забезпечуються за рахунок підключення до вимірювального тракту погодженого навантаження 6.

362

Перед початком виконання роботи студенти вивчають інструкцію з експлуатації використаного в роботі панорамного вимірника КСХН і ослаблень.

1 Розрахунки кутів випромінювання. Для заданих ви-

кладачем параметрів βх , Ln , n і трьох значень λ (частоти)

за формулою (Б5) розраховуються кути випромінювання

γ n .

2Вимірювання діаграм спрямованості випромінюван-

ня. Для заданих значень λ шляхом установлення їх на панорамному вимірнику КСХН проводиться серія вимірювань інтенсивності та кутів діаграм спрямованості випромінювань із паралельною фіксацією коефіцієнтів проходження або КСХН на панорамному вимірнику.

3Побудова діаграм спрямованості випромінювань.

Для трьох фіксованих значень λ (частоти) будуються діаграми спрямованості випромінювань у координатних осях P / Pmax ( P – потужність випромінювання, Pmax – макси-

мальне значення потужності) від γ (кут випромінювання).

4 Порівняння експериментальних значень і кутів випромінювання із теоретичними оцінками. Порівнюються отримані кути випромінювання в експерименті із розрахунковими і аналізуються обмірювані КСХН у заданому діапазоні довжин хвиль для різних значень кутів випромінювань.

4.3 Зміст звіту

Звіт повинен містити:

1)мету роботи;

2)схему експериментальної установки і її опис;

3)розрахункові значення кутів діаграм спрямованості випромінювання;

4)експериментально отримані діаграми спрямованості випромінювання;

363

5) висновки щодо порівняння експериментальних результатів із розрахунковими.

4.4 Запитання, які виносяться на захист лабораторної роботи:

1 Яка мета виконання даної роботи і принципи її побудови?

2 Чим відрізняються періодичні сповільнювальні системи від гладких хвилеводів сповільнювальних систем (діелектричних хвилеводів)?

3 У чому полягає принцип перетворення поверхневих хвиль діелектричного хвилеводу в об'ємні хвилі на періодичних структурах?

4 Який принцип роботи панорамного випромінювача КСХН і ослаблень? Поясніть призначення його основних елементів.

5 У чому полягає метод рухливої антени при вимірюванні діаграм спрямованості випромінювань?

6 У яких приладах міліметрового діапазону хвиль може бути використаний принцип перетворення поверхневих хвиль діелектричних хвилеводів в об'ємні на дифракційних решітках?

364

ДОДАТОК В

(обов'язковий)

В1. ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ

за розділом 1 «Основні рівняння і закони електромагнітного поля»

1Який учений-фізик сформулював спільну систему рівнянь електромагнітного поля:

а) Кулон; б) Ампер; в) Фарадей;

г) інша відповідь?

2Які довжини хвиль належать до НВЧ-діапазону:

а) λ =1-0,1 мм; б) λ =10-1 см; в) λ =10-1 м;

г) інша відповідь?

3 Які вектори характеризують електричну складову поля:

→

а) E - напруженість;

→

б) B - індукція;

→

в) δ - вектор густини струму; г) інша відповідь?

4. Які основні параметри характеризують діелектричне середовище:

а) провідність γ ;

б) проникність ε ; в) проникність μ ; г) інша відповідь?

365

5 Який із зв'язків електричних компонентів поля записаний вірно:

г) інша відповідь?

6 Яке співвідношення відповідає закону Ома в диференційній формі:

г) інша відповідь?

7 Середовище називається однорідним, якщо εa , μa і

γ :

→→

а) не залежать від E і H ;

б) змінюються від точки до точки; в) є тензорами; г) інша відповідь.

8 Яке рівняння Максвелла в диференційній формі запису є законом повного струму:

→

→ → ∂ D

б) rot H = δ + ∂ t ;

366

г) інша відповідь?

9 В якій формі запису рівняння Максвелла описують гармонійні коливання:

а) диференційній; б) комплексній; в) інтегральній; г) інша відповідь?

10 Диференційна форма запису встановлює зв'язок між величинами поля:

а) у різних точках; б) на різних відрізках і поверхнях;

в) поблизу точки в заданий момент часу; г) інша відповідь.

11Вихрове магнітне поле створюється: а) змінним магнітним полем; б) нерухомими зарядами; в) струмом зміщення; г) інша відповідь.

12Яке рівняння Максвелла в диференційній формі запису є неповним:

∂ t

→

в) div D = ρ ;

г) інша відповідь?

367

13Вихрове електричне поле створюється: а) змінним магнітним полем; б) струмом провідності; в) струмом зміщення; г) інша відповідь.

14Скалярний потенціал електричного поля є: а) частотною характеристикою; б) енергетичною характеристикою; в) часовою характеристикою; г) інша відповідь.

15Яке рівняння Максвелла є законом електромагнітної індукції:

→

а) div D = ρ ;

→

→ → ∂ D

б) rot H = δ + ∂ t ;

→

в) div B = 0 ;

г) інша відповідь?

16 Яке рівняння Максвелла відображає принцип безперервності магнітних силових ліній:

→

в) div D = ρ ;

г) інша відповідь?

17. Яке із рівняння Максвелла є математичним формулюванням теореми Гауса:

368

→

а) div B = 0 ;

→

→ → ∂ D

б) rot H = δ + ∂ t ;

→

в) div D = ρ ;

г) інша відповідь?

→

18 Силові лінії електростатичного поля E :

а) починаються і закінчуються на провідниках зі струмом;

б) замкнені; в) нескінченні;

г) інша відповідь.

→

19 Силові лінії магнітного поля B :

а) починаються і закінчуються на вільних зарядах; б) замкнені; в) нескінченні;

г) інша відповідь.

20 Для яких середовищ вводиться поняття тангенса кута втрат tgδ :

а) вакуум; б) провідник;

в) ідеальний діелектрик; г) інша відповідь?

21 Якщо тангенс кута втрат tgδ >>1, то речовина:

а) провідник; б) напівпровідник; в) діелектрик;

г) інша відповідь.

369

22 Якщо тангенс кута втрат tgδ <<1, то речовина:

а) напівпровідник; б) ідеальний діелектрик;

в) провідне середовище; г) інша відповідь.

23 Яке рівняння відповідає рівнянню Лапласа:

г) інша відповідь?

24 Яке рівняння відповідає рівнянню Пуассона:

г) інша відповідь?

25 Яке рівняння описує закон збереження заряду:

г) інша відповідь?

26 Теорема Умова-Пойнтінга описує: а) часові співвідношення полів; б) енергетичні співвідношення полів;

370

в) частотні залежності полів; г) інша відповідь.

27 Який доданок характеризує теплові втрати в рівнянні енергетичного балансу:

в) δ E ;

г) інша відповідь?

28 Яка гранична умова використовується при знаходженні електричних компонентів поля:

а) δ1n = δ2n ;

б) H1τ - H2τ = iпов ;

в) A1τ = A2τ ;

г) інша відповідь?

29 Яка гранична умова використовується при знаходженні магнітних компонентів поля:

а) H1τ - H2τ = iпов ;

б) E1τ = E2τ ; в) δ1n = δ2n ;

г) інша відповідь?

30 Яке співвідношення описує електростатичне поле точкового заряду:

а) H = 2πI r ;