Презентация на тему: Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4

Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4
1/19
Средняя оценка: 4.3/5 (всего оценок: 31)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (324 Кб)
1

Первый слайд презентации: Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4

АНАЛИЗ ЭМВ Н- И Е-ТИПОВ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ

Изображение слайда
2

Слайд 2

Основные расчетные формулы: 1. Критическая длина волны в прямоугольном волноводе , ( 4.1) где m, n – индексы, соответствующие типу волны ( или ); а и b – раз­меры соответственно широкой и узкой стенок волновода. 2. Фазовая и групповая скорости волны в волноводе, заполненном ди­электриком с относительными диэлектрической проницаемостью e и магнитной проницаемостью, равной единице , (4.2)

Изображение слайда
3

Слайд 3

. (4.3 ) 3. Длина волны в волноводе, заполненном диэлектриком . ( 4.4) 4. Волновое сопротивление волновода, заполненного воздухом: для волны Н-типа , (4.5) для волны Е-типа , (4.6)

Изображение слайда
4

Слайд 4

Если волновод заполнен диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью, то вместо необходимо использовать волновое сопро­тивление диэлектрика, равное. Длина волны также должна соответствовать диэлектрику. 5. Предельная и допустимая мощности, передаваемые по волноводу для волны типа , ( 4.7) , ( 4.8) где – предельная напряженность электрического поля (для волновода, за­полненного воздухом кВ /см ); КБВ – коэффициент бегущей волны в волноводе (в режиме бегущих волн КБВ=1).

Изображение слайда
5

Слайд 5

6. Коэффициент затухания волны типа , дБ/м (4.9) где ; – проводимость стенок волновода. 7. Размер поперечного сечения прямоугольного волновода, обеспечи­вающего работу только на основном типе волны , (4.10) ( 4.11) где – соответственно рабочая, максимальная и минимальная длины волн; – минимальный размер узкой стенки при котором исключа­ется пробой волновода (определяется согласно соотношению (4.7)).

Изображение слайда
6

Слайд 6

Примеры решения типовых задач 1. Выбрать стандартный тип волноводной линии передачи прямоуголь­ного сечения, в котором используется волна H 10. Стенки волновода посе­ребрены. Рабочая частота 9,8 ГГц, ширина спектра сигнала 900 МГц, мощность в импульсе не менее 15 кВт. Решение Определим рабочую длину волны в свободном пространстве м. Определим максимальную и минимальную длину волны в свободном пространстве м,

Изображение слайда
7

Слайд 7

м. Размер широкой стенки волновода выбираем, исходя из формулы (4.10) , тогда, м. Выбираем стандартное значение широкой стенки волновода, равное см. Размер узкой стенки волновода определяется в основном возможно­стью пробоя и необходимостью распространения волны, т.е. отсутство­вала волна (выбирается из неравенства (4.11)) .

Изображение слайда
8

Слайд 8

В свою очередь, определяется согласно (4.7) при . В соответствии с выражением (4.8) Вт. С учетом того, что для волновода заполненного воздухом Е пр = B / c м см. Таким образом см. Выбираем стандартное значение узкой стенки волновода, равное 1 см. Значение проводимости стенок посеребренного волновода состав­ляет См/м.

Изображение слайда
9

Слайд 9

Следовательно, коэффициент затухания согласно (4.9) составит дБ/м. Итак, в качестве волноводной линии передачи прямоугольного сечения выбираем стандартный волновод с размерами мм.

Изображение слайда
10

Слайд 10

2. Для азимутального радиомаяка выделен частотный поддиапазон МГц. В каче­стве линии передачи применяется прямоугольный волновод с поперечными размерами см. В волноводе используется волна. Необходимо опре­делить: длину волны в волноводе ; фазовую скорость ; волновое сопротивление. Решение На основании соотношения (1) найдем критическую длину волны см. Длина волны генератора см.

Изображение слайда
11

Слайд 11

Согласно (4.10), заданная линия передачи обеспечивает нормальную работу в диапазоне ( 5,5...8 см). Длина волны в волноводе определяется по соотношению (4), причем см. Фазовая скорость волны в волноводе определяется по соотношению (4.2) м/с.

Изображение слайда
12

Слайд 12

Волновое сопротивление волновода для волны определяется по соот­ношению (4.5) , Ом. Таким образом, ; ;.

Изображение слайда
13

Слайд 13

3. Прямоугольный волновод сечением 23 * 10 мм служит для передачи сверхвысокочастотных импульсов с прямоугольной огибающей. Длитель­ность импульсов нс, несущая частота ГГц. Длина линии l=60 м. Оценить качественно величину искажений импульсов, вызванных диспер­сией волновода. Решение В прямоугольном волноводе сечением 23 * 10 мм при частоте ГГц может распространяться лишь волна. Определим критическую частоту ГГц. Как известно, спектр прямоугольного высокочастотного импульса в об­ласти положительных частот описывается выражением

Изображение слайда
14

Слайд 14

и имеет вид, изображенный на рисунке 4.1. Рисунок 4.1 Искажения формы импульсов в волноводной линии передачи вызыва­ются различным временем группового запаздывания для различных состав­ляющих спектра сигнала

Изображение слайда
15

Слайд 15

Если принять ширину спектра равной ширине его главного лепестка, тогда крайние частоты спектра будут равны: ГГц, ГГц. Разность группового времени запаздывания . Учитывая, что групповая скорость волны в волноводе определяется по соотношению (4.3), при окончательно получим

Изображение слайда
16

Слайд 16

нс. Таким образом, разность группового времени запаздывания для различ­ных составляющих спектра сигнала оказывается соизмерим с длительностью импульса. Вследствие этого передаваемый импульс "расплывается" по ши­рине примерно вдвое.

Изображение слайда
17

Слайд 17

4. На какую мощность рассчитана линия передачи при средней частоте излу­чаемого сигнала МГц, если наибольшая напряженность электриче­ского поля не должна превышать половины пробивной напряженности кВ /см ? Решение Условимся, что в качестве линии передачи используется прямоуголь­ный волновод, в котором распространяется основной тип волны. Определим длину волны генератора м. Размер широкой стенки волновода можно выбрать из условия .

Изображение слайда
18

Слайд 18

Практически см, см. Из условия (4.10) можно определить, что такой волновод применяется в диапазоне длин волн см. Критическая длина волны для см. Предельная мощность, передаваемая по волноводу: кВт. Допустимая мощность: кВт.

Изображение слайда
19

Последний слайд презентации: Электромагнитные поля и волны Практическое занятие № 4

Контрольные вопросы: 1. Какие волны называются магнитными или Н-волнами? 2. Какие типы волн могут существовать в прямоугольных волноводах? 3. В чем смысл понятия критической частоты (критической длины волны) в волноводе и от каких факторов зависит ее величина? 4. Какова связь фазовой, групповой скорости, длинны волны в волно­воде с критической длиной волны? 5. Что называется волновым сопротивлением волновода и какова его зависимость от частоты для Н и Е-волн? 6. Какая волна называется основной в волноводах? В чем ее преимуще­ства? 7. Какая волна является основной в прямоугольном волноводе? Изобра­зите структуру поля основной волны в поперечном сечении прямоугольного волновода. 8. В чем смысл индексов " m " и " n " для прямоугольных волноводов? 9. Как подсчитать мощность, переносимую волной в волноводе?

Изображение слайда