Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2017-11-17 | 492 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Прямоугольный волновод, металлическая труба прямоугольного поперечного сечения. В идеальном случае оболочка волновода обладает бесконечно большой проводимостью, а внутренняя среда является однородной и изотропной, характеризуется значениями ε = const, μ = 1. Такая математическая модель в большинстве случаев оказывается удовлетворительной.
Рисунок 1. – Прямоугольный волновод
В этом случае в волноводе могут существовать только волны классов E и H. Рассматривая E – волны, решают следующее уравнение:
0, (1)
где Ez = 0 на границе с проводником.
Решение данной задачи имеет вид:
(2)
m = 1, 2, ….; n = 1, 2, ……
Где - неопределённые коэффициенты (они зависят от величины полной энергии передаваемой волной).
С помощью уравнений Максвелла определяют остальные компоненты поля Е – волны:
Где Ф/м, Гн/м, м/с, , ,
(4)
Анализ H – волн требует решения уравнения:
(5)
где ∂Hz/∂n = 0 на границе с проводником (по нормали к данной границе)
Решение данной задачи имеет вид:
m = (0), 1, 2, ….; n = (0), 1, 2, ……
Где - неопределённые коэффициенты
С помощью уравнений Максвелла определяют остальные компоненты поля Е – волны:
Полученные решения показывают, что прямоугольному волноводу свойственно бесконечное множество свободных полей класса E и H, которые определяются числами m и n. Однако для данной частоты только для некоторых достаточно малых m и n будет выполнено условие (4). Это позволяет ввести некоторую величину, называемую критической частотой и определяемую из следующих формул:
(8)
Типы поля, для которых выполняется условие f > fKP, имеет характер распространяющихся волн. Все остальные типы поля (m и n), составляющие бесконечное множество, энергии не переносят и экспоненциально затухают. Другими словами, передача энергии не возможна, если f < fKP.
|
Особую роль играет тип волны с наименьшей критической частотой minfKP. Если
a > b (рис. 1), то
Этот минимум реализуется в классе H (см. выбор чисел m и n в формулах (6)). Волна H10, обладающая наименьшей критической частотой называется основной волной прямоугольного волновода. Для переноса энергии основной волной необходимо соблюдать следующее условие:
при
Пример 6.1: Рассмотрим с помощью пакета MathCAD строение электромагнитных полей в классе ТМ (Е – волны). Здесь простейшим является случай волны Е11.
Картина векторных линий в продольной плоскости XZаналогична.
Аналогично строим векторные линии магнитного поля при t= 0 в поперечной плоскости XYпри z= 0
Векторные линии магнитного поля расположены только в поперечных плоскостях.
Задания:
1. Для частоты f = N ГГц (N - № варианта) построить поле Е – волны. Тип поля определяется параметрами m = 2+(-1)N, n = 2+(-1)2N. Длина и ширина волновода должны быть выбраны так, чтобы выполнялось условие f > fKP. Векторные линии напряженности электрического и магнитного полей должны быть представлены при t = 0 в плоскостях a) XY при z = 0, б) YZ при x = a/2, в) XZ при y = b/2
2. Для частоты f = N ГГц построить поле H – волны. Тип поля H11. Длина и ширина волновода должны быть выбраны так, чтобы выполнялось условие f > fKP. Векторные линии напряженности электрического и магнитного полей должны быть представлены при t = 0 в плоскостях a) XY при z = 0, б) YZ при x = a, в) XZ при y = b
3. Рассмотреть случай переноса энергии основной волной H10, воспользовавшись условием (10) для заданной частоты f = N ГГц
|
|
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!