Исследование электромагнитного поля в прямоуголньном волноводе

      ,

     a- ширина канала волновода;

     b- высота канала волновода;

     для волн Е11   m=1  n=1,

                     Н10   m=1  n=0,

                     Н01   m=о  n=1.  

 

 

в) Определим  критические частоты волны  Н₁₀

:  при   ;

,    ;    

    

;

     Выберем частоту из рабочего диапазона     ( =8,2 ГГц,  =12,47 ГГц)

        и определим :

      м

     г) Найдем фазовую скорость волны Н₁₀:

     

     д) Найдем групповую скорость волны  Н₁₀:

     

     е) Рассчитаем коэффициент распространения  волны в волноводе:

     

     β – коэффициент распространения волны в волноводе;

     k – постоянная распространения в среде с параметрами , : ;

     λ_кр-критическая длина волны;

     

     ж) Рассчитаем характеристическое сопротивление волны H₁₀:

     

,

     a- ширина канала волновода; b- высота канала волновода;

        -магнитная постоянная,

          -электрическая постоянная,

      , .

     

     з) Определим коэффициент затухания  волны Н₁₀ с длиной волны выбранной из рабочего диапазона λ=3,7*10^-2м. Данная волна Н₁₀ удовлетворяет условию распространения волны в волноводе:

     λ_кр1<λ₀,  λ_кр3< λ₀,  λ_кр2> λ₀ .

     

;

     

 
 
 
 
 

 

     10  Параметры ГОСТ 20900-75 «Трубы волноводные  прямоугольные медные  и латунные»

     В данной курсовой работе был исследован прямоугольный волновод МЭК 100 с параметрами приведенными ниже в табл. 1.

 Таблица 1 Параметры волновода МЭК100 и волн внутри него

 
 
 
 
 
 
 

     11  Сравнение результатов  расчетов с табличными  данными 

 Таблица 2 Сравнение расчетных данных с имеющимися табличными значениями

 
 
 
 

     Заключение

     В ходе выполнения данной курсовой работы были решены следующие задачи:

     - составлена система уравнений Максвелла для составляющих векторов E и H в прямоугольном волноводе при заданных граничных условиях.(2.19), (2.21).

     - рассчитаны следующие параметры  электромагнитной волны в проводящем  прямоугольном волноводе:

               - диапазон длин волн прямоугольного  волновода:

 

,              

           - критические длины волн Е_11, Н₁₀,Н₀₁:

 

,     ,        

           - критические частоты волны Н₁₀:

    

,    

           - фазовую и групповую скорость  волны Н₁₀:

 

,        

           - коэффициент распространения волны  в волноводе:

 

           - характеристическое сопротивление  волны Н₁₀:

 

         - коэффициент затухания волны  с длиной выбранной из рабочего  диапазона:

 

     Полученные  в ходе выполнения курсовой работы расчеты отличаются от табличных на величину относительной погрешности от 1,45% до 2,61%. Результаты удовлетворяют параметрам и характеристикам электромагнитного поля в волноводе по ГОСТ. 
 
 

     Список  используемых источников

1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник. – 10-е изд., стереотипное. – М.: Гардарики, 2003. – 317 с.: ил.
2. http://www.siblec.ru/index.php?dn=html&way=bW9kL2h0bWwvY29udGVudC8zc2VtL2NvdXJzZTkzL2xyMy5odG0=
3. http://allphysics.ru/feynman/yravneniya-maksvella
4. Свешников И.В., Дружинин А.П., Кузьмина Т.В. Электромагнитное поле: Курс. Лекций  1,2 частьЧитГУ -80 с.
5. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. Изд. 2-е, перераб. и дополненное. М.Изд-во «Советское радио». 1971. 664 стр.
6. Левин Л. Теория волноводов. Методы решения волноводных задач. Пер. с англ.  – М.: Радио и связь, 1981. – 312 с.
7. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. Пособие. В 10 т. Т. II. Теория поля. – 7-е изд., испр. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. Лит., 1988. 512 с.
8. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. «Фазовая скорость и групповая  скорость».
9. Никольский В.В., Никольская Т.Н. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Наука, 1988. – 376 с.
10. Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Наука, 1978.-245с.