Задание по лабораторной работе. 2.4.1. Предварительное задание

2.4.1. Предварительное задание

1. По заданным размерам волноводов и диапазону частот ГКЧ определить, используя (2.16)–(2.18), какие типы волн могут возбуждаться в каждом из волноводов, учитывая, что условием возбуждения данного типа волны является неравенство

где – максимальная частота рабочего диапазона ГКЧ; – критическая частота j -го типа волны.

2. Определить резонансные частоты каждого возбуждающегося типа волны в каждом волноводе

где

3. Определить значения индексов , для которых выполняются условия .

4. Для каждого из возбуждающихся типов волн определить распределение электромагнитного поля в поперечном и продольном сечениях волновода.

5. Определить способ возбуждения каждого типа волны (штырем или петлей) и положение элемента возбуждения таким образом, чтобы обеспечить возбуждение волны данного типа с максимальной амплитудой и, по возможности, избежать возбуждения волн других типов.

2.4.2. Основное задание

1. Изучить настоящее руководство и ознакомиться с макетами и приборами лабораторной установки.

2. С разрешения преподавателя или лаборанта включить установку.

3. Подключить один из трех макетов в измерительный тракт, выбрав в качестве элемента связи штырь или петлю.

3. С помощью панорамного измерителя определить резонансные частоты по амплитудно-частотной характеристике отрезка для всех типов волн, распространяющихся в прямоугольном, цилиндрическом и коаксиальном волноводах.

4. По амплитудно-частотной характеристике измерить добротности резонансов для всех типов волн, распространяющихся в каждом из исследуемых волноводов.

5. Определить с помощью возмущающего тела для каждого резонанса количество полуволн , укладывающихся в длину макета волновода.

2.4.3. Дополнительное задание

Определить с помощью возмущающего тела распределение электрического поля в поперечном сечении волновода для каждого типа волны.

Содержание отчета

1. Схема измерительной установки и чертежи поперечных сечений исследуемых волноводов.

2. Расчетные и экспериментальные зависимости и для каждого возбуждающегося типа волны в каждом исследуемом волноводе.

3. Зависимости и , полученные по расчетным и экспериментальным данным.

4. Расчетные и экспериментальные зависимости для каждого типа волны во всех исследуемых волноводах.

5. Эпюры электрического и магнитного полей для каждого типа волны, полученные с помощью выражений (1.6)–(1.13).

6. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Какие типы волн могут существовать в прямоугольном, круглом и коаксиальном волноводах?

2. Дайте определение фазовой и групповой скоростей, скорости переноса энергии. Как они связаны между собой?

3. Что такое дисперсия волн в волноводе? Какие волны обладают дисперсией?

4. Опишите энергетический метод расчета постоянной затухания, обусловленной потерями в стенках.

5. Какой тип волны называется основным? Укажите основные типы волн для каждого из исследуемых волноводов.

6. Опишите схему измерительной установки. Как измеряется длина волны в волноводе?

7. Опишите метод измерения числа полуволн, укладывающихся вдоль длины волновода.

8. Опишите метод измерения постоянной затухания волн в волноводе.

9. Опишите способ построения дисперсионных характеристик по расчетным и экспериментальным данным. Как по этим характеристикам определяются фазовая и групповая скорости?