Оптимизация устройства для определения коэффициента передачи и ослабления образцов с малым поглощением

РЕФЕРАТ

Данная работа содержит 55 страниц, 14 рисунков, 1 таблицу, 30 литературных источников.

          Ключевые слова: ослабление, бегущая волна, кольцевая система, резонаторная настройка, исследуемый образец, установка для измерения ослаблений.

          Цель работы: оптимизация устройства для определения коэффициента передачи и ослабления образцов с малым поглощением.  

          Объект исследования: малые ослабления.

          Предмет исследования: резонатор бегущей волны, кольцевая система с бегущей волной.

          Методы исследования: практический метод,  а именно: сборка установки наиболее подходящей для измерения малых ослаблений и подбор метода для осуществления измерения малых ослаблений.

          Задачами являются:

1)  Разработка узла настройки кольцевой резонаторной системы;

2)  Разработка принципиальной схемы измерительного устройства;    

3)  Макетирование и апробирование устройства.

          Выводы: предложенная установка для измерения больших коэффициентов передачи в кольцевой системе и метод реализуемый на данной установке позволяют с высокой точностью измерить малые ослабления в кольцевой системе бегущей волны.

ВВЕДЕНИЕ

Поведение электромагнитных полей в пространственно ограниченных системах зачастую представляет собой весьма сложный физический процесс, который не всегда даётся достаточно корректно описать при помощи математических выражений. Интерес к описанию этого процесса подтверждается тем, что в настоящее время в научной периодике имеется большое количество публикаций, посвященных описанию механизма самовозбуждения электромагнитной волны в замкнутых системах.

Отдельный интерес представляет поведение электромагнитных волн в кольцевых системах. Особенностью кольцевой системы является прохождение друг за другом огромного количества волн, что в свою очередь даёт возможности для измерения некоторых величин.

В настоящей работе проведено экспериментальное исследование поведения бегущих электромагнитных волн в волноводном тракте. Целью настоящей работы является оптимизация устройства для определения коэффициент передачи и ослабления образцов с малым поглощением.

Задачи данной работы:

1)  Разработка устройства для изменения электрической длины кольцевой резонаторной системы;

2)  Разработка принципиальной схемы измерительного устройства;    

3)  Макетирование и апробирование устройства.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЛНАХ

1.1. Волновой процесс

Слова «волна», «волновой процесс», употребляемые в физике и технике, получили широкое распространение. Под распространением волны понимается постепенное вовлечение среды в некоторый физический процесс, приводящее к передаче энергии в пространстве. Представление о волновом процессе чуждо «принципу дальнодействия», допускающему мгновенные физические взаимодействия на расстоянии без участия среды.

Пусть в какой-то области пространства наблюдается физический процесс, который в точке  можно охарактеризовать функцией . В другой точке  измерения величины  в это же время, быть может, покажут отсутствие процесса. Но через какое-то время он будет передан средой, и мы отметим, что  

В простейшем случае будет обнаружено лишь запаздывание процесса во времени, т. е. , где  — время, требуемое для прохождения пути  со скоростью . Пусть в пространстве существует зависимость только от одной координаты . Характеризующая процесс функция

                                                          (1)

построена при  и при . Очевидно,.

Говорят, что функция (1) описывает волну. Иногда волны этого рода называют «недеформируемыми»; имеется в виду, что временной закон во всех точках пространства — с точностью до сдвига  — одинаков. Волна называется плоской и однородной. Дело в том, что, положив, мы задаем плоскость, на которой согласно