Лабораторные работы Электромагнитные поля и волны, вариант 19 СибГУТИ

Лабораторная работа №1 «Исследование электромагнитных полей элементарных излучателей»

Цель работы: исследование физических свойств элементарных электрического и магнитного излучателей и измерение их диаграммы направленности.

Задание для расчета:

1. Элементарный электрический излучатель возбужден током, амплитуда которого I, а частота f МГц. Определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей в точке, расположенной на расстоянии r [км] от него, под углами q₁, q₂, q₃, q₄. Длина излучателя ℓ [cм], (таблица 1), среда, в которой находится элементарный электрический излучатель – вакуум.

(e_а = e₀ = 8,8542 × 10^-12 [ Ф / м ],  m_а = m₀ = 4p × 10^-7 [Гн / м])

2. Используя принцип перестановочной двойственности, определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей для элементарного магнитного излучателя, при заданных размерах S, где S – площадь витка (рамки).

Таблица 1

Лабораторная работа №2

Распространение электромагнитных волн в однородных изотропных средах

Цель работы: определение электромагнитных характеристик реальных сред.

Описание лабораторной установки.

Лабораторная установка (см. рис.1) состоит из генераторов сигнала СВЧ (1), измерительной линии (2), заполненной исследуемой средой (3), измерителя напряжения (4), короткозамыкателя (5) и согласованной поглощающей нагрузки (6).

Лабораторная работа №3

Исследование электромагнитных волн в прямоугольном волноводе

Цель работы:

1. Исследование дисперсионной характеристики прямоугольного волновода.
2. Исследование распределения электромагнитного поля в поперечном сечении прямоугольного волновода.

Задание для предварительного расчета:

1. Рассчитать длину волны в волноводе l_в в заданном диапазоне частот по варианту и построить график зависимости l_в как функцию частоты. Результаты расчетов внести в таблицу 3.
2. Рассчитать фазовую скорость волны V_ф в заданном диапазоне частот ( по варианту) и построить график зависимости V_ф от частоты. Результаты расчетов внести в таблицу 3.
3. Рассчитать значение напряженности электрического поля Е_y (х) от координаты х и построить зависимость от координаты х. Результаты расчетов внести в таблицу 2.

Исходные данные для предварительного расчета в таблице 1.

Таблица 1.

Описание лабораторной установки:

Лабораторная установка (рис. 1) состоит из генератора СВЧ сигналов, волноводной измерительной линии 2, устройства для измерения поля в поперечном сечении 3, короткозамкнутой нагрузки 4, индикаторного прибора 5.

Лабораторная работа №4

Исследование свч объемных резонаторов

Цель работы: Освоение методики расчета конструктивных параметров объемных резонаторов и измерение основных электрических характеристик: резонансной частоты, нагруженной и собственной добротностей.

Задание для самостоятельной работы

Для заданных в таблице вариантов резонансной частоты f₀ и полосы пропускания Δf провести конструктивный расчет прямоугольного резонатора с колебанием Н₁₀₁, Рис.1:

1. определить длину резонатора ℓ, если а = 58,0 мм, b = 25,0 мм;
2. рассчитать собственную добротность Q₀;
3. вычислить нагруженную Q_н и внешнюю Q_е добротности резонатора;
4. по найденному значению внешней добротности определить диаметр d круглой диафрагмы связи;
5. определить скорректированную длину резонатора ℓ_корр с учетом влияния диафрагм связи.