Задача 1. Плоская однородная электромагнитная волна распространяется в безграничной полупроводящей среде вдоль оси z. Известны амплитуда напряженности электрического поля Em, частота источника поля f, а также электродинамические параметры среды: удельная проводимость σ, относительная диэлектрическая ε и магнитная μ проницаемость (таблица вариантов 1).
1. Определить коэффициент фазы b и коэффициент затухания a распространяющейся волны.
2. Найти модуль |ZС| и фазу j комплексного волнового сопротивления среды ZС. Определить контраст (отличие) сопротивлений среды ZС и воздуха Z0, а также его модуль и фазу.
3. Записать выражения для комплексных амплитуд и мгновенных значений напряженности электрического и магнитного полей.
4. Определить расстояние z0, на котором амплитуда волны убывает в 1000 раз.
5. Вычислить значения фазовой скорости волны.
6. Найти длину волны в данной среде.
Задача 2. В волноводе, выполненном из меди, с поперечными размерами а x b или радиусом R (таблица вариантов 2) требуется:
1. Определить критическую и выбрать рабочую длину волны в волноводе.
2. Выписать компоненты поля волны заданного типа.
3. Изобразить графически эпюры распределения векторов E и H вдоль соответствующих сторон волновода. Нарисовать эскиз, иллюстрирующий распределение токов проводимости и токов смещения.
4. Рассчитать передаваемую мощность, если амплитуда электрической составляющей поля в пучности равна 1 В/м, а также предельно допустимую мощность (ЕПРОБ = 3∙106 В/м).
5. Рассчитать значение фазовой и групповой скорости волны в волноводе.
6. Определить типы волн, которые могут при выбранной длине волны распространиться в данном волноводе, а также при длине волны в четыре раза меньше, чем выбранная.
Дан прямоугольный волновод с поперечными размерами а=0,457 м и b=0,229 м. Тип распространяющейся волны H22.
Задача 3. В линии передач без потерь с волновым сопротивлением Z=75 Ом и нагрузкой Z_н=R_н+j*X_н=70+j*40 (Ом), используя диаграмму Смита, необходимо определить:
1. Нормированное сопротивление нагрузки Z_н^*;
2. Нормированную проводимость нагрузки Y_н^*;
3. Проводимость нагрузки Y_н;
4. КСВ нагрузки, значение модуля и фазы коэффициента отражения;
5. Согласовать линию передач с помощью последовательного включения разомкнутого шлейфа на длине волны λ=25 см=0,25 м;
6. Определить КПД линии с нагрузкой до и после согласования.
Список использованных источников
1. Кураев, А. А. Электродинамика и распространение радиоволн / А. А. Кураев, Т. Л. Попкова, А. К. Синицин. – Минск : Бестпринт, 2004.
2. Вольман, В. Н. Техническая электродинамика / В. Н. Вольман, Ю. В. Пименов, А. Д. Муравцов. – М. : Радио и связь, 2002.
3. Гололобов, Д. В. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства : метод. пособие для студ. спец. 1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения днев. и вечер. форм обуч. Ч. 1–2 / Д. В. Гололобов, В. Б. Кирильчук. – Минск : БГУИР, 2005 ; 2006.
4. Баскаков, И. С. Электродинамика и распространение радиоволн / И. С. Баскаков. – М. : Высш. шк., 1993.
5. Конструирование экранов и СВЧ-устройств / А. М. Чернушенко [и др.] – М. : Радио и связь, 1990.
6. Шапиро, Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования / Д.Н. Шапиро. – Л. : Энергия, 1975.
