Основные моды для прямоугольного волновода. Критическая длина волны. Одномодовый режим для прямоугольного волновода

1.  Дайте определение l_кр. Какую моду в линии передач называют низшей? Назовите основные моды в известных Вам линиях, изобразите структуру ЭМП этих мод.

На рис приведены основные моды для прямоугольного волновода.

Критической длинной волны называется длина волны измеренная в свободном пространстве при равенстве которой длины волны генератора возбуждающего линию прекращается распространение данного типа волны по линии. Т.е. условие существования волны в волноводе .

Свойство: 1) каждая мода имеет свою ; 2) Чем больше индекс у моды тем меньше критическая длина волны и тем ближе их значения. 3) наиб знач имеет основная или низшая мода (только на ней можно осуществить одномодовый режим передачи.)

Для прямоугольного волновода одномодовый режим будет при

,

Н₁₀- низшая.

(Примечание для меня – Н_mxn  где m-количество по горизонтали. Если на втором рис количество по оси х, m по у)

Н₂₀

В круглых волноводах

Здесь низшей модой является Н₁₁.

 

Следующая Е₀₁

Коаксиальный кабель

мода H11.

В коаксиале низшей модой является Т-мода.

Т.о. условием одномодового возбуждения коаксиального кабеля является   .

Т-мода

1.  Нарисуйте топологию платы на МПЛ согласно эквивалентной схеме

Укажите длины отрезков в относительных единицах (l/λ).

Отрезки выбирают из условия

(Ниже приведено для другой схемы)

ИЛИ для другого

1.  Как влияет Земля, корпус летательного аппарата и т.д. на излучение вертикального симметричного вибратора? Сравните характеристики излучения симметричного и несимметричного вибраторов.

где  , но это учитывается невсегда тогда 

 

ДН симметричного вибратора

r1=r0-ZcosQ’, r2=r0+ZcosQ’.

 -ДН симметричного вибратора.

- полуволновой вибратор.

Ом, КНД=1,64, 2Q’=80^о.

влияние Земли. на излучение вертикального симметричного вибратора

Проволочные антенны практически всегда расположены вблизи проводящей поверхности. В большинстве случаев — это земная поверхность, металлическая крыша, палуба корабля, обшивка самолета и т. п. Проводящая поверхность в зависимости от ее конфигурации и расстояния до антенны, типа и поляризации антенны оказывает различное влияние на ее характеристики.

Если в земле емкостные токи во много раз меньше токов проводимости, то землю можно считать хорошим проводником. Это тем более справедливо, когда имеется заземление в виде сети длинных проводов, расположенных на поверхности земли или зарытых на небольшой глубине. Тогда можно применить для расчета антенны метод зеркальных изображений.

Рис. 3.12. Вертикальная антенна над хорошо проводящей почвой (а) и ее электрический эквивалент (б)

Из рис. 3.12, видно, что воображаемое зеркальное изображение вертикальной антенны составляет вместе с реальной антенной симметричную относительно земли систему. Направление вертикальных токов в изображении совпадает : направлением токов в реальной антенне. В случае горизонтальной антенны направление горизонтальных токов (рис. 3.13) в изображении противоположно направлению токов в реальной антенне.

Рис. 3.13. Горизонтальная антенна над хорошо проводящей почвой (а) и ее электрический эквивалент (б)

Для того чтобы показать, каким образом рассчитывается антенна, расположенная над землей, с помощью метода зеркальных изображений, рассмотрим простейший случай антенны в виде вертикального провода. Вместе с зеркальным изображением он образует симметричный вибратор

Для учета влияния земли используется метод зеркального отображения.

где q=I2/I1

Если сдвиг фаз то

- множитель земли.

Антенна применяется почти во всех диапазонах частот на земной волне.

Излучение несимметричного вертикального вибратора

Применяется на КМ, гектаметровых, декаметровых волнах и часто на метровых волнах.

Для расчета используем метод зеркальных отображений.

 

При

Если сравнить симметричный и несимметричный вибраторы, то

Т.к. ток в вибраторе распределен не равномерно (синусоид), то действующая длина антенны меньше полной длины.

При длине менше0,1 длины волны (КМ волны) для увеличения действующей