42,2 МкВт.

Відповіді: а) P = 1,47 мВт; б) P_В = 0,015 неп = 0,126 дБ = 42,2 мкВт. 

Приклад 6.4. Розрахувати: а) хвильовий опір коаксіального хвилеводу, заповненого діелектриком з відносною діелектричною проникністю  = 6, в якому зовнішній діаметр внутрішнього провідника дорівнює 2 мм, а внутрішній діаметр зовнішнього провідника  15,4 мм; б) коефіцієнт загасання в діелектрику на частоті 4,1 ГГц при tg = 0,0005.

Розрахунки нескладні:

а) за формулою (6.17) знаходимо

.

Підкреслимо, що відповідно до рекомендацій Міжнародної електротехнічної комісії коаксіальні хвилеводи з хвильовим опором 50 Ом використовуються для передачі значної потужності;

б) коефіцієнт загасання, зумовлений тепловими втратами в діелектрику, знаходиться за простою формулою (6.13)

0,053 неп/м = 0,456 дБ/м.

Втрати в діелектрику збільшуються із зростанням , tg і f. У нашому випадку, наприклад на довжині 10 м при P_вх = 1 Вт, втрати складатимуть 4,56 дБ або 650 мВт, а на виході відрізка лінії завдовжки приблизно 100 м P_вих  0 Вт. 

6.4 Індивідуальне завдання 6

Тут і далі N – номер варіанта, який дорівнює двом останнім цифрам залікової книжки студента.

№ 6.1. Класифікувати лінії передачі, заповнені немагнітним діелектриком, якщо: а) в поздовжньому напрямку поперечний переріз лінії не змінюється, а параметри заповнюючого середовища незмінні у будь-якій точці; б) в поздовжньому напрямку поперечний переріз лінії не змінюється, а параметри діелектричного заповнення змінюються в площині поперечного перерізу, причому однаково в будь-якому поперечному перерізі; в) поперечний переріз лінії змінюється в поздовжньому напрямку, а параметри діелектричного заповнення незмінні в будь-якій точці.

№ 6.2. Вказати тип спрямованої хвилі, яка поширюється по лінії передачі, якщо відомо, що в площині поперечного перерізу є електрична і магнітна складові поля, а також: а) поздовжня складова магнітного поля; б) поздовжня складова електричного поля; в) поздовжні складові відсутні.

№ 6.3. Задана критична частота f_кр = (N+2)/2 ГГц і частота f = 1,3f_кр. Пропонується: а) вказати область частот, в якій виконується умова поширення електромагнітної хвилі; б) розрахувати довжину хвилі в необмеженому просторі, довжину хвилі в лінії передачі і коефіцієнт фази при заповненні лінії передачі повітрям; в) розрахувати такі самі параметри при заповненні лінії передачі немагнітним діелектриком, у якого  = 4.

№ 6.4. По лінії передачі на частоті 0,65(N+2) ГГц поширюється Т-хвиля. Побудувати графіки залежності довжини лінії в лінії передачі, коефіцієнта фази, фазової швидкості, швидкості перенесення енергії, характеристичного опору від відносної діелектричної проникності діелектрика, що заповнює лінію передачі, в інтервалі  = 1  10.

№ 6.5. Виконати вимоги № 6.4 для випадку поширення по лінії передачі Н-хвилі з критичною частотою по № 6.3.

№ 6.6. Розв'язати № 6.5 для випадку поширення по лінії передачі Е-хвилі.

№ 6.7. По лінії передачі з повітряним наповненням поширюється Т-хвиля. Побудувати графіки залежності від частоти довжини хвилі в необмеженому просторі, довжини хвилі в лінії передачі, коефіцієнта фази, фазової швидкості, швидкості перенесення енергії, характеристичного опору до верхнього значення N+2 ГГц.

№ 6.8. Виконати вимоги № 6.7 для випадку поширення по лінії передачі Н-хвилі з критичною частотою по № 6.3.

№ 6.9. Розв'язати № 6.8 для випадку поширення по лінії передачі Е-хвилі.

№ 6.10. Знайти потужність Н-хвилі, яка передається по лінії передачі без діелектричного заповнення з прямокутною формою поперечного перерізу (прямокутний хвилевід) b x a, де b = a/2, a = _кр/2. Робоча і критична частоти задані в № 6.3, а при 0  x  a, 0  y  b амплітуди поперечних складових електромагнітного поля записані так:

.

№ 6.11. Розрахувати граничну й допустиму потужність за № 6.10, а також втрати потужності на довжині 1 м при коефіцієнті загасання   1,410^-4R_s/ неп/м для випадків, коли металеві стінки хвилеводу виконані: а) з ніхрому; б) з срібла (див. табл. 3.2).

№ 6.12. Розрахувати: а) хвильовий опір коаксіального хвилеводу, заповненого діелектриком з відносною діелектричною проникністю  = N, в якому зовнішній діаметр внутрішнього провідника дорівнює 1 мм, а внутрішній діаметр зовнішнього провідника  N+5 мм; б) коефіцієнт загасання в діелектрику на частоті 0,65(N+2) ГГц при tg = 0,0001.

№ 6.13. Індивідуальне завдання підвищеної складності. Продовження задачі № 6.10. Амплітуда поздовжньої складової магнітного поля дорівнює

.

Отримати формулу для розрахунку коефіцієнта загасання і розрахувати залежність коефіцієнта загасання від частоти для мідних стінок хвилеводу в діапазоні від 1,1f_кр до 10f_кр. Знайти приблизне значення частоти, на якій досягається мінімум характеристики. Пояснити фізичну суть цього мінімуму.