Электротехника \ Электродинамика и распространение радиоволн

Лектродинаміка та поширення радіохвиль: Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт, страница 11

4. Заповнена таблиця 1.

5. Графік залежності , , .

6. Контрольні запитання

1.Зобразити картину струмів, що протікають у хвилеводі з хвилею .

2.Назвати основні механізми утворення втрат у реальних хвилеводах.

3.У чому полягає вимірювання згасання у 4-полюснику методом заміщення?

4.У чому полягає вимірювання згасання у 4-полюснику методом оцінювання к.с.х.?

5.Як пов’язані між собою оцінки згасання у разах та у децибелах для напруженості поля та потужностей?

6.Чому при вимірюванні к.с.х. слід добувати корінь квадратний з відношення показань міліамперметра ?

Лабораторна робота №6

«Дослідження твердих діелектриків на НВЧ»

Мета роботи — ознайомитись з властивостями діелектричних матеріалів, їх застосуванням у техніці НВЧ і методами вимірювання їх параметрів

1 Короткі теоретичні відомості

Тверді діелектричні матеріали широко використовуються у техніці НВЧ. Основними характеристиками, які необхідно знати для побудови пристроїв НВЧ, є діелектрична проникність, а також кута діелектричних втрат у діелектриці.

Той факт, що діелектричне середовище є середовищем з втратами, математично зручно описати комплексною діелектричною проникністю :

де — характеризує діелектричні втрати диссикативні втрати у діелектриці.

Відношення називається тангенсом кута діелектричних втрат, а кутом діелектричних втрат

Існує декілька способів оцінювання значень діелектричної провідності

та , але усі вони ґрунтуються на тому відомому факті, що довжина електричного шляху електромагнітної хвилі і ступінь її згасання залежать від параметрів середовища та , де — відносна магнітна проникність,

Ідею метода вимірювання, застосованого у цій роботі, легко зрозуміти з виразу для довжини хвилі у лінії передачі (у хвилеводі):

де — кругова частота задавального генератора, і — відповідно абсолютні діелектрична та магнітна проникності середовищ, яке заповнює хвилевід; — критична довжина хвилі хвилеводу.

Рисунок 6.1

На рис.6.1 а показано розподіл поля (складова хвилі ) у хвилеводі без діелектрика, а на рис. 6.1 б — теж саме, коли перед к.з. пластиною розміщено зразок твердого діелектрика товщиною , тут відстань . Оскільки використаний діелектрик є немагнітним матеріалом, його .

Дійсно, оскільки швидкість хвилі у діелектриці залежить від значення його , зміщення точок екстремумів (наприклад мінімумів ) при внесенні діелектрика хвилевід буде характеризувати його діелектричну проникність.

Крім, того, оскільки при наявності втрат у діелектриці відбита хвиля після діелектрика буде меншою за падаючу, зміниться коефіцієнт біжучої хвилі (к.б.х.), що і визначатиме рівень втрат у діелектриці.

Наведені міркування дозволяють якісно судити про те, що величини і к.б.х. визначають і . Для отримання кількісних даних необхідно точну електродинамічну граничну задачу для напівнескінної лінії передачі, яка частково заповнена діелектриком з втратами.