Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Рабочий стол / Lab_rab_elektrodinamika.doc
Скачиваний:
72
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
2.55 Mб
Скачать

1. Назовите основные параметры фидерных линий.

2. Назовите виды проводных фидеров.

3. Назовите основные свойства коаксиальных фидеров.

4. Каково назначение основных элементов линии связи?

5. Какие требования предъявляются к фидерным линиям?

6. Какие основные энергетические соотношения по расчету характеристик и параметров линий?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ПОГЛОЩАЮЩИХ СРЕДАХ

Цель занятия:научиться рассчитывать напряжённость поля в заданной точке с заданными характеристиками среды.

1. Краткие сведения по теме

По регламенту радиосвязи частоты от 3кГц до 3000ГГц относятся к радиоволнам. Частота и длина волны в свободном пространстве связаны соотношением

,

где: – длина волны, м;

с=3·108 м/с - скорость распространения волны в свободном пространстве;

f– частота, Гц.

Магнитная и электрическая составляющие напряжённости поля ЭМВ связаны уравнением:

,

где: Н – напряжённость магнитной составляющей поля, А/м;

Е – напряжённость электрической составляющей поля, В/м;

120– характеристическое (волновое) сопротивление свободного пространства, Ом.

Поток мощности, проходящий через квадратный метр поверхности фронта волны (вектор Пойтинга):

,

где: П – плотность потока мощности, Вт/м2;

Ед– действующее значение напряжённости поля, В/м.

Напряжённость поля при распространении в свободном пространстве:

,

где: Ед– действующее значение напряжённости поля,мВ/м;

Р – мощность излучения, кВт;

D– коэффициент направленного действия излучателя (антенны);

r– расстояние, км.

Для малых r, измеряемых в метрах:

,

где: ЕД - действующее значение напряжённости поля, В/м;

Р – мощность излучения, Вт;

r– расстояние, м.

2. Распространение радиоволн в поглощающих средах

Изменение амплитуды напряжённости поля при распространении плоской волны с расстоянием:

,

где: Е0– напряжённость поля в начале отсчёта расстояния;

– коэффициент поглощения;

х – расстояние.

Среды, по своим свойствам приближающиеся к идеальному диэлектрику, удовлетворяют условию: ℇ׳≫60σ.Для таких сред скорость распространения волны:

.

Коэффициент поглощения:

.

Среды, по своим свойствам приближающиеся к проводнику, удовлетворяют условию: ℇ׳≪60σ. Для таких сред скорость распространения волны:

.

Коэффициент поглощения:

,

где: ℇ׳ -относительная диэлектрическая проницаемость среды;σ – удельная проводимость среды.

Порядок выполнения расчетов

  1. Определить плотность потока мощности при распространении волны в свободном пространстве, если действующее значение напряжённости магнитной составляющей поля плоской ЭМВ составляет 13 мкА/м.

Решение

Действующее значение напряжённости электрической составляющей поля волны определим из выражения:

4.9 10-3 В/м = 4.9 мВ/м.

Плотность потока мощности:

=63.7 нВт/м2.

  1. Определить напряжённость поля на расстоянии 1000 км при распространении в свободном пространстве, если мощность излучения составляет 100 Вт, коэффициент направленного действия излучения антенны равен 1000.

Решение

Действующее значение напряжённости поля:

.

  1. Определить, во сколько раз уменьшится амплитуда напряжённости поля волны с частотой 60 кГц на расстоянии 10 м при распространении в морской воде.

Решение

Длина волны в свободном пространстве

.

Для морской воды ℇ׳=80;σ=4 См/м;

60σ=60·5000·4=1.2·106;

ℇ׳≪60σ.

Для частоты 60 кГц морская вода по своим свойствам приближается к проводнику. Коэффициент поглощения для такой среды

.

Уменьшение амплитуды поля определим из выражения:

.

  1. Определить, во сколько раз уменьшится амплитуда напряжённости поля при распространении в сухой почве на расстояние 2м, если длина волны в свободном пространстве равна 2м.

Решение.

Для сухой почвы ℇ׳=4;σ=0.001 См/м;

60σ=60·2·0.001=0.12;

ℇ׳≫60σ.

Сухая почва для частоты 150 МГц (=2м) может по своим свойствам рассматриваться как диэлектрик. Коэффициент поглощения для такой среды:

,

т.е. на расстоянии 2м напряжённость поля уменьшится в 1.2 раза.

Содержание отчёта:

1. Цель занятия

2. Основные соотношения.

3. Результаты выполнения индивидуального задания.

4. Выводы по результатам выполнения индивидуального задания.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные свойства радиоволн.

2. Каково деление радиоволн на поддиапазоны?

3. Напишите основные уравнения электродинамики.