Лектродинаміка та поширення радіохвиль: Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт, страница 9

5  Зміст звіту

1.  Титульний аркуш, оформлений у відповідності до зразка, представленого на відповідному стенді кафедри.

2.  Мета роботи.

3.  Структурна схема випромінювальної установки та її склад.

4.  Розрахунки  та к.с.х.

5.  Заповнені таблиці 1,2 і 3.

6.  Графіки залежностей для трьох випадків (к.з., відкритий кінець хвилеводу, еквівалент антени), отриманих експериментально.

7.  Висновки по роботі.

8.  Контрольні запитання

1.Структура поля хвилі  у прямокутному хвилеводі.

2.Структура струмів провідності та зміщення, що протікають у прямокутному хвилеводі з хвилею .

3.Зобразити графік залежності  для випадку повного відбиття від кінця хвилеводу (режиму стоячої хвилі).

4.Теж саме для режиму зятшаних хвиль.

5. Теж саме для режиму біжучої хвилі.

6.Зобразити картину поля хвилі  у прямокутному хвилеводі.

7. Зобразити картину поля хвилі  у прямокутному хвилеводі.

8.Що таке коефіцієнти стоячої і біжучої хвилі та як вони пов’язані з коефіцієнтом відбиття?

9.У яких межах можуть змінюватись коефіцієнти відбиття стоячої (к.с.х.) і біжучої (к.б.х.) хвилі?

10.Що таке стала поширення спрямованої хвилі? Фізичний зміст її складових?

Лабораторна робота №4

«Вимірювання згасання у реальних хвилеводах»

Мета роботи — ознайомитись з деякими методами експериментальної оцінки згасання у реальних лініях передачі, наприклад, хвилеводах

1.Короткі теоретичні відомості

     Реальні хвилеводи виготовляються з кольорових металів чи їх сплавів, які мають велику але скінченну питому електричну провідність. У свою чергу, хвилевід заповнений реальним діелектриком, у якому мають місце діелектричні втрати. Через це, поле, яке поширюється вздовж хвилеводу, буде згасати.

     Для оцінювання якості хвилеводу як лінії передачі електромагнітної енергії від джерела до споживача, потрібно визначити швидкість згасання поля за рахунок втрат енергії у стінках хвилеводу та у діелектрику, який заповнює хвилевід.

     Окремо слід зауважити,що у реальних хвилеводах структура поля хвиль, що поширюється у ньому, буде відрізнятися від картини поля, розглянутої раніше в ідеальному хвилеводі (хвилеводі без втрат). Зокрема, електрична складова поля буде мати дотичну (тангенціальну) складову до металевої стінки хвилеводу через те, що стінки хвилеводу не є ідеальними провідниками. Проте, оскільки стінки реальних хвилеводів мають високу електричну провідність, бо , як правило, покриваються тонким шаром срібла (найкращим з відомих провідників), то практично малим значенням дотичної складової електричного поля нехтують і вважають, що структура поля у реальних хвилеводах буде такою ж самою,як і в ідеальних хвилеводах. Це ж саме слід вважати справедливим щодо картин струмів, які протікають у стінках хвилеводів.

      

Рисунок 4.1

     Виходячи з граничних умов для тангенціальної складової вектора напруженості магнітного поля на ідеальному провіднику, поверхнева густина струму провідності  , який протікає у при поверхневому шарі стінки хвилеводу, визначається за формулою (рис. 4.1 в):

     На рис. 4.1а показана розгортка прямокутного хвилеводу з хвилею  , поперечний перетин якого видно на рис. 4.1 б. На цих рисунках неперервними лініями зі стрілками показані напрямки протікання струмів провідності у стінках хвилеводу, а лініями пунктирними зі стрілками на рис. 4.1 б — напрямок протікання струмів зміщення ,у напрямку від нижньої широкої стінки до верхньої.

     Ці струми спричиняють теплові втрати у металі (стінці хвилеводу) та у діелектрику, що заповнює цей хвилевід. В умовах лабораторного експерименту хвилевід заповнений сухим атмосферним повітрям, властивості якого практично не відрізняються від властивостей вакуума, а тому втратами у діелектрику можна знехтувати і вважати, що усі втрати у досліджувальному хвилеводі спричинені лише протіканням струмів провідності у стінках хвилеводу.