Переваги хвилеводних ліній передачі і їх основні характеристики

ВНТУ

Ін РТЗП

Кафедра ПКТА

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ № 1

«ДОСЛІДЖЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕКТРОМАГНИТНИХ ХВИЛЬ В ПРЯМОКУТНОМУ ХВИЛЕВОДІ»

по дисциплінах «Технічна електродинаміка »

для студентів денного та заочного навчання

Бакалаврський напрям 6.050903

Вінниця 2007

Дослідження основних параметрів електромагнітних хвиль в хвилеводі

Мета роботи - придбання навичок теоретичного та експериментально­го визначення основних параметрів хвилеводних ліній передачі, дослідження дисперсійних властивостей прямокутного хвилеводу з поперечно-електрич­ними хвилями типу ТЕ(Н), а також подовжнього розподілу електричної скла­дової електромагнітного поля.

Зміст роботи

1.1 Ознайомитись зі схемою експериментальної установки, вивчити конструктивні особливості хвилеводних ліній передачі, їх пристроїв та еле­ментів, а також їх переваги і недоліки.

1.2 Засвоїти основні параметри прямокутних хвилеводних ліній пере­дачі, їх фізичну сутність та методи вимірювання, а також розподіл структури поля і струмів при хвилі Н₁₀

1.3 В режимі короткого замикання (КЗ) виміряти залежність довжини хвилі в хвилеводі (λ_в) від частоти генератора (частотний проміжок надається викладачем).

1.4 На тій же частоті визначити коефіцієнт стоячої хвилі (КСХ) ρ в режимах узгодженого навантаження та вільного простору.

1.5 Виконати вимірювання залежності довжини хвилі в хвилеводі (λ_в) і визначити коефіцієнт стоячої хвилі (ρ) від частоти генератора згідно п. 1.3, 1.4 на всьому проміжку.

1.6 На одній із частот генератора (проміжку, що використовується) визначити картину розподілу поперечної складової електричного поля вздовж вісі хвилеводу (Е_У=F(z)) для режиму короткого замикання, узгодже­ного навантаження та вільного простору.

1.7 За отриманими результатами виконати розрахунки основних пара­
метрів хвилеводної лінії передачі при хвилі Н₁₀, а також теоретичні розраху­нки λ_в, λ_ф, υ_гр, υ_ф.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Переваги хвилеводних ліній передачі і їх основні характеристики

В діапазоні сантиметрових та міліметрових хвиль лінії передач стро­яться на основі прямокутних і круглих хвилеводів (рис. 2.1 а, б).

Переваги хвилеводів в порівнянні з звичайними передавальними лініямизаключається в слідуючому:

1. Хвилеводи володіють найбільшою простотою і жорсткістю конс­трукції, а також однорідні по всій довжині;

2. Відсутністю потреб на випромінення, так як електромагнітне поле цілком замкнене всередині труб;

3. В зв'язку з відсутністю внутрішнього провідника відпадає необхід­ність введення підпор, що виключає втрати в діелектрику;

4. Втрати в стінках хвилеводу значно менші (питома провідність σ → ¥) ніж в провідникових та коаксіальних лініях;

5. Електрична міцність хвилеводу значно вища, ніж у звичайних ліній, так як збільшений шлях можливого електричного пробою в області максима­льної напруженості електричного поля.

Рис. 2.1 Розподіл електричних та магнітних складових в

прямокутному (а) і круглому (б) хвилеводах

Найбільш широке застосування знаходять прямокутні хвилеводні лінії передачі. В таких лініях можуть розповсюджуватися як поперечно-магнітні ТМ(Е), які мають поздовжню складову електричного поля (Е_z ¹ 0, Н_z = 0), так і поперечно-електричні ТЕ(Н), які мають поздовжню складову магнітного по­ля (Е_z = 0, Н_z ¹ 0). Крім того в цих лініях фазова групова складові швидкості та швидкість розповсюдження сигналу не рівні між собою. В лініях має місце дисперсія - фазова швидкість розповсюдження залежить від частоти.

Основними характеристиками хвилеводних ліній передач є: коефіці­єнт розповсюдження γ; коефіцієнт фази β; коефіцієнт затухання α; довжина хвилі в хвилеводі λ_в; фазова υ_ф та групова υ_гр швидкості; хвильовий опір по­перечно-магнітних Z_Е і поперечно-електричних Z_Н хвиль.

Слід відмітити, що в практиці найбільш широке застосування мають поперечно-електричні хвилі, особливістю яких є найбільша критична довжи­на хвилі.

Поиск по сайту: