5. Расчет параметров

Для расчета нам необходимо работать в одноволновом режиме. На основании расчетов, выполненных в предыдущем пункте, зададимся частотой 3 ГГц.

Тогда исходя из того, что размеры волновода нам заданы и составляют 72х34 мм², определим _кр = 2а = 2*72 = 144 мм.

Определим длину волны в волноводе по формуле :

Определим продольное волновое число. Для этого рассчитаем сначала поперечное волновое число по формуле:

Тогда продольное волновое число:

где

Рассчитаем фазовую скорость:

Рассчитаем групповую скорость:

Рассчитаем характеристическое сопротивление волновода:

– характеристическое сопротивление вакуума, тогда

6. Таблицы и графики

Режим стоячей волны:

Z,мм
5	0,068139
10	0,296407
15	0,539179
20	0,701274
25	0,825919
30	0,91
35	0,921954
40	0,974679
45	0,92582
50	0,783764
55	0,652468
60	0,58554
65	0,391882
70	0,35
75	0,084515
80	0,31225
85	0,537853
90	0,7221
95	0,834523
100	0,933503
105	0,971008
110	1
115	0,950564
120	0,866025
125	0,762983

Рис.10. График экспериментально полученной амплитудной зависимости |E_y(z)|.

Рис.11. Расчетный график амплитудной зависимости |E_y(z)|.

Режим бегущей волны:

X, мм
0,2	0,185695
0,4	0,262613
0,6	0,321634
0,8	0,415227
1	0,502865
1,2	0,58722
1,4	0,652141
1,6	0,711159
1,8	0,765641
2	0,816497
2,2	0,85769
2,4	0,896994
2,6	0,922266
2,8	0,946864
3	0,970839
3,2	0,976741
3,4	0,982607
3,6	1
3,8	0,970839
4	0,952914
4,2	0,934646
4,4	0,916013
4,6	0,870988
4,8	0,830455
5	0,78051
5,2	0,727142
5,4	0,669534
5,6	0,596927
5,8	0,514167
6	0,428845
6,2	0,35558
6,4	0,262613
6,6	0,185695

Рис.12. График экспериментально полученной амплитудной зависимости |E_y(x)|.

Рис.13. Расчетный график амплитудной зависимости |E_y(x)|.

X, мм
0,2	1
0,4	0,945313
0,6	0,922531
0,8	0,899172
1	0,850532
1,2	0,832837
1,4	0,794931
1,6	0,757937
1,8	0,702579
2	0,644122
2,2	0,572416
2,4	0,521862
2,6	0,458953
2,8	0,409982
3	0,363201
3,2	0,298934
3,4	0,252646
3,6	0,211378
3,8	0,17259
4	0,13838
4,2	0,110126
4,4	0,092253
4,6	0,087519
4,8	0,096756
5	0,122039
5,2	0,152984
5,4	0,195698
5,6	0,244079
5,8	0,309426
6
6,2
6,4
6,6

Рис.14. График экспериментально полученной амплитудной зависимости |H_z(x)|.

Рис.15. Расчетный график амплитудной зависимости |H_z(x)|.

X, мм
0,2	0,076696
0,4	0,108465
0,6	0,143486
0,8	0,230089
1	0,274398
1,2	0,337813
1,4	0,417274
1,6	0,485071
1,8	0,553066
2	0,641689
2,2	0,731638
2,4	0,800735
2,6	0,860916
2,8	0,926727
3	0,961004
3,2	0,973169
3,4	1
3,6	0,9941
3,8	0,939336
4	0,942462
4,2	0,907485
4,4	0,843661
4,6	0,778384
4,8	0,727607
5	0,579046
5,2	0,558359
5,4	0,485071
5,6	0,413023
5,8	0,334312
6	0,265684
6,2	0,208637
6,4	0,153393
6,6	0,1

Рис.16. График экспериментально полученной амплитудной зависимости |H_x(x)|.

Рис.17. Расчетный график амплитудной зависимости |H_x(x)|.

Режим стоячей волны:

Z,мм
5	0,861146
10	0,67873
15	0,462042
20	0,20112
25	0,082107
30	0,071107
35	0,1676
40	0,335201
45	0,546696
50	0,749532
55	0,89317
60	0,97727
65	1
70	0,97727
75	0,89317
80	0,711068
85	0,449719
90	0,212
95	0,082107
100	0,06704
105	0,164214
110	0,317999
115	0,554856
120	0,729784
125	0,85394

Рис.18. График экспериментально полученной амплитудной зависимости |H_x(z)|.

Рис.19. Расчетный график амплитудной зависимости |H_x(z)|.

Вывод

В ходе работы нами были применены на практике полученные знания. Провели математическое и практическое исследование электромагнитных полей в прямоугольных волноводах. Сравнивая расчетные и экспериментальные данные, отметили небольшие расхождения вызванные погрешностями измерений и недостаточной точностью метода измерений, а также несоответствия зависимостей |H_z(x)|, вызванные неполным затуханием волн в согласованной нагрузке. Тем не менее, общий вид зависимостей, минимумы и максимумы графиков функций и значения амплитуд, полученных в ходе работы, и рассчитанных теоретически, совпадают. Это подтверждает правильность проведенного эксперимента.