bsuir.info
БГУИР: Дистанционное и заочное обучение
(файловый архив)
Вход (быстрый)
Регистрация
Категории каталога
Другое [54]
Форма входа
Логин:
Пароль:
Поиск
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Файловый архив
Файлы » СРРиТ / ИКТ (ЦТР) » Другое

контрольная работа ЭмПИВ
Подробности о скачивании 02.06.2014, 14:16
Задача 1
Вариант 11
Плоская однородная электромагнитная волна распространяется в безграничной полупроводящей
среде вдоль оси z.
Известно:
частота источника поля

МГц
удельная проводимость среды
См/м
относительная диэлектрическая проницаемость среды

абсолютная магнитная проницаемость среды
Решение:
1. Определим коэффициент фазы  и коэффициент затухания  распространяющейся волны.
Коэффициент фазы  определяется в соответствии с выражением (9.2.3) [1] :

, где

-- круговая частота;


рад/с

-- тангенс угла диэлектрических потерь;

-- абсолютная диэлектрическая проницаемость;

-- абсолютная магнитная проницаемость;

Ф/м -- электрическая постоянная;


Гн/м -- магнитная постоянная;

Подставив в вышеприведенное выражение исходные данные, определим значение  :

=

Коэффициент затухания  определяется из выражения (9.2.4) [1]:

Подставив исходные данные, определим значение  :

=

2. Определим модуль и фазу  комплексного волнового сопротивления.
Коэффициент фазы  определяется выражением (9.2.7) [1] :
1/м

, где

-- модуль комплексного волнового сопротивления;

-- фаза комплексного волнового сопротивления;
Определим . Согласно (4.4.15) [1]:

В/м
амплитуда напряженности электрического поля








1/м






=


, откуда


град
Определим значение и :

=


Ом

=


град
3. Запишем выражение для комплексных амплитуд и мгновенных значений напряженности
Электрического и магнитного полей. Комплексная амплитуда напряженности электрического и
магнитного поля определяется выражением (9.2.6) [1] :
_____
[zo;E]
[zo;E]


=

=


Подставим в выражения исходные данные, получим:

В/м
[zo; ]
_____

=

=
[zo; ]

А/м

Комплексное мгновенное значение напряженности электрического и магнитного полей получается
доумножением комплексных амплитуд на множитель :
Выражение для мгновенных значений напряженности электрического и магнитного поля будет
иметь вид:

=
[zo; ]

А/м
4. Определим расстояние zo , на котором амплитуда волны убывает в 1000 раз.
Расстояние zo, на котором амплитуда волны убывает в 1000 раз, определим по формуле (9.2.21) [1] :

Прологарифмировав данное выражение и выразив zo , получим:

=


м
5. Определим значение фазовой скорости волны.
Значение фазовой скорости волны определим по формуле (9.2.9) [1] :

=


м/с
6. Определим длину волны в данной среде.
Длину волны определим по формуле (9.2.10) [1] :

=


м





В/м



Задача 2
Вариант 11
Дан прямоугольный волновод с поперечными размерами а b , где

м

м
Тип распространяющейся волны
Решение:
1. Определим критическую и выберем рабочую длину волны в волноводе.
Критическую длину волны в волноводе определяем по формуле (19.14) [2]:

, где
m ,n -- индексы, определяющие тип поля;
a ,b -- поперечные размеры волновода;


м
Рабочая длина волны выбирается из условия (15.1.1) [1]:




м
В качестве рабочей длины волны выбираем среднее значение


м

2. Выпишем компоненты поля волны заданного типа.
Компоненты поля волны типа Н определяются выражением (14.1.23), [1] и (14.1.24), [1]. Учитывая, что


Поперечные составляющие поля:



, где
- амплитуда продольной составляющей магнитного поля;

-- постоянная распространения (13.4.6), [1];

Продольная составляющая поля:




-- волновое число;

-- круговая частота;
3. Определим передаваемую мощность, если амплитуда электрической составляющей поля в пучности
равна 1 В/м, а также предельно допустимую мощность ( В/м ).
Мощность, переносима волноводом, при m и n не равны нулю, определяется выражением (19.26), [2]:



;
, где
После подстановки и несложных преобразований получим:

Считая волновод заполненным воздухом, с параметрами  = 1,0006 и  = 1,00000038 и учитывая, что

Ф/м ,

гн/м , получим:



Вт
Для определения подставим в формулу для Рср значение , где
В/м


Вт
4. Изобразим графически эпюры распределения векторов Е и Н вдоль соответствующих сторон
волновода. Нарисуем эскиз, иллюстрирующий распределение токов проводимости и токов смещения.
Эпюры распределения векторов Е и Н волны вдоль соответствующих сторон волновода
показаны на рис.1.





5. Рассчитаем значение фазовой и групповой скорости в волноводе.
Фазовая скорость определяется выражением (13.6.5), [1] :

=


м/с
Групповая скорость определяется выражением (13.9.8) , [1] :

=


м/с
6. Определим типы волн, которые могут при выбранной длине волны распространяться в данном волноводе, а также при длине волны в четыре раза меньше, чем выбранная.
Свободное распространение электромагнитной волны в направляющей системе имеет место только при выполнении условия . Для определения типов волн, распространяющихся в волноводе, выразим из формулы для значение одного из индексов (например , n ).


Подставив в формулу вместо значение рабочей длины волны, и задав значение индекса m, получим максимально возможное при этом значение n. Округлять необходимо до минимального целого числа. В результате расчетов получим:
m
n
целое n



Существуют поля : , , , , .
Аналогичным образом определяем при длине волны в 4 раза меньше рабочей

=


м
m
n
целое n




поля не существует

поля не существует

Существуют поля : , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , ...... , , .

Вариант 11
Задача 3
Согласовать линию с активной нагрузкой при следующих условиях:
волновое сопротивление линии
относительная диэлектрическая проницаемость среды
тип линии -- двухпроводная;
радиус проводника

мм;
верхняя граничная частота
нижняя граничная частота
перепад волновых сопротивлений

значение модуля допустимого коэффициента отражения
Согласование провести ступенчатым переходом с максимально плоской характеристикой.
Решение:
1. Определим количество ступеней перехода N и его общую длину L.
Число ступеней перехода можно определить по формуле (19.4.1), [1]:

, где

-- волновое число на граничной (нижней) длине волны;

-- длина одной ступеньки перехода.
Определим L по формуле (19.4.11), [1]:

, где


м
, где

м/с -- скорость света.
Отсюда получаем:


м
Определим волновое число на граничной (нижней) длине волны:


Определим количество ступеней перехода N:


Ближайшее целое

Длина перехода


м
2. Определим коэффициенты отражения от ступеней перехода
Коэффициенты отражения определяем по формуле (19.4.15), [1]:



где в соответствии с выражением (19.4.2), [1]:


Ом;




МГц;
МГц;







Определим коэффициенты отражения:












3. Определим волновые сопротивления Zвi и геометрические размеры каждой ступени.
Коэффициенты отражения и волновые сопротивления первой ступени при q>1 связаны
соотношением (19.4.3), [1]:
Выразив Zв1, получим:

=


Ом
Аналогичным образом получаем формулы для Zв2, Zв3,Zв4 и Zв5 :

=


Ом

=


Ом

=


Ом

=


Ом
Определим геометрические размеры каждой ступени линии.
Геометрические параметры двухпроводной линии и ее волновое сопротивление связаны
соотношением 242, [3]:
d -- расстояние между проводниками;
a -- радиус проводника;
Выразив из формулы d, получим:

Подставив исходные данные, получим:

=


мм

=


мм






, где


=


мм

=


мм

=


мм
4. Рассчитаем и построим частотную зависимость в полосе частот от 0.8fн до 1.2fв при числе точек
не менее 20. Зависимость коэффициента отражения от длинны волны определяется
выражением (19.4.6), [1]:
Так как

получим:

Подставив исходные данные, получим расчетную формулу:

Результаты расчета представлены в таблице, а график представлен на рис.3.





Р
f , МГц



f, МГц
Рис. 3. Зависимость полного коэффициента отражения от частоты
Литература:
1. Вольман В.И, Пименов Ю.В. Техническая электроника. - М.:Связь,1971.
2. Фальковский О.И. Т. Техническая электродинамика. - М.:Связь,1978.
3. Белоцерковский Г.Б. Основы радиотехники и антенны. Часть1. Основы радиотехники. –
М.:Сов. радио,1969.
Категория: Другое | Добавил: kanpheta_78
Просмотров: 1611 | Загрузок: 63
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]