Теория передачи электромагнитных волн - Практическая работа

Республика Казахстан Алматинский институт Энергетики и Связи Теория передачи электромагнитных волнПостроить амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики отрезка волновода L в заданном диапазоне длин волн. Изобразить картину силовых линий электромагнитного поля всех типов волн, которые в этом диапазоне длин волн могут участвовать в переносе активной энергии. Привести картины распределения плотности поверхностного тока, соответствующего распределению поля этих типов волн на стенках волновода. Во сколько раз изменится длительность импульса прямоугольной формы на выходе волновода по сравнению с входом, если частота заполнения импульса равна центральной частоте рабочего диапазона волновода. Учитывать, что независимо от количества мод, участвующих в переносе энергии по волноводу, мощность генератора не меняется (можно принять равенство амплитуд всех мод).При падение плоской волны с параллельной поляризацией на идеально проводящую плоскость, структуры полей электрического и магнитного векторов Магнитный вектор с единственной проекцией Hy чисто поперечен, в то время как электрический вектор имеет и поперечную проекцию Ex, и продольную проекцию Ey. Неоднородные плоские волны такой структуры принято называть Е-волнами.[1](стр. При падание плоской волны с перпендикулярной поляризацией на идеально проводящую плоскость электрическое поле имеет единственную отличную от нуля проекцию и является чисто поперечным. По этой причине такие направляемые волны принято называть Н-волнами. Характер зависимостей проекций векторов электромагнитного поля волн Е-и Н-типов вдоль продольной координаты z и поперечной координаты х совершенно различен: по оси z устанавливается бегущая, а по оси х - стоячая волна.Уравнение волны распространяющейся в волноводе, имеет вид: . При этом длина волны генератора зависит от частоты следующим образом: . Найдем диапазон частот, в которых нужно построить графики: Таким образом, АЧХ имеет вид: где L=12 м рассчитывается через формулу Построим ФЧХ. рассчитывается через формулу: , где - длина волны в волноводе, равнаяЗапишем структуру волны данного типа: Решив системы дифференциальных уравнений, используя уравнения Максвелла, а также учтя граничные условия, можно получить картины силовых линий электромагнитного поля в прямоугольном волноводе. Учитывая диаграмму волн, можно определить, что в диапазоне длин волн в волноводе с размерами: и , в процессе переноса активной энергии может участвовать только волна типа H10 с Картина силовых линий электромагнитного поля этой волны имеет вид: [1] (стр.275 рис 10.3). Поскольку картина распределения силовых линий вектора в волне рассматриваемого типа известна, построение линий тока на стенках не представляет затруднений: эти линии образуют семейство кривых, ортогональных семейству силовых линий напряженности магнитного поля (рис.3.2). Из записанной структуры волны типа H10 в прямоугольном волноводе видно, что продольная составляющая присутствует только у магнитного вектора, причем она не зависит от поперечной координаты y.Во сколько раз изменится длительность импульса прямоугольной формы на выходе волновода по сравнению со входом, если частота заполнения импульса равна центральной частоте рабочего диапазона волновода. При этом основная доля энергии заключена в пределах центрального лепестка спектрального диаграммы, т.е. между частотами: где, - длительность импульса, - центральная циклическая частота рабочего диапазона, которую можно найти следующим образом: рад/с Подставив известные значения, определим: Также, найдем критическую длину волны и циклическую частоту.Во втором задании было определено, что в данном волноводе могут распространяться волны, только типа Н10. Определим групповую скорость по формуле: Низкочастотная часть спектра импульса образует группу, распространяющуюся со скоростью #define PATHTODRIVER "d:\\tc\\bgi\\" float f1(float t)#define PATHTODRIVER "d:\\tc\\bgi\\" float f1(float t) {float t1=0, t2=0.058; float y1,y2; float t; float y;{float t; float y; float dlx=0.00725, dlz=0.0136; float lx=0.00725, lz=0; #define PATHTODRIVER "d:\\tc\\bgi\\" float f1(float t)Также в работе построили амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики отрезка волновода L в заданном диапазоне длин волн, изобразить картину силовых линий электромагнитного поля, построили зависимости их продольных составляющих от поперечных координат, привели картины распределения плотности поверхностного тока.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

1. РЕШЕНИЕ

1.1 АЧХ и ФЧХ волновода

1.2 Силовые линии электромагнитного поля, плотность поверхности тока

1.3 Изменение длительности импульса

2. РЕШЕНИЕ НА ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ С

2.1 АЧХ

2.2 ФЧХ

2.3 Зависимость продольной составляющей волны Н от поперечной координаты х

2.4 Зависимость продольной составляющей волны Н от поперечной координаты у

2.5 Зависимость Еу(х)

ВЫВОД

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ