Расчётно-графическое задание на тему:

«Прямоугольный волновод»

Исходные данные

• Вариант 33:

Волновод a=130 мм
b=75 мм
1,15 ≤ f ≤6,0 (ГГц)
Материал - латунь.
Штыревой возбудитель
σ = 1,45×10⁷ Си/м

---

Рабочее задание
Для прямоугольного волновода с размерами поперечного сечения a×b, в диапазоне заданных частот проделать следующее:

Расчетная часть

• Определить типы распространяющихся в волноводе волн.
• Для основного типа волны рассчитать (привести таблицы) и построить зависимости следующих параметров от частоты (длины волны) в заданном диапазоне:

ν_ф – Фазовая скорость вдоль волновода.
ν_гр – Групповая скорость (скорость переноса энергии).
β – Продольное волновое число (коэффициент фазы).
α – Коэффициент затухания.
W^H – Волновое сопротивление основной волны.
P_ср– Передаваемая по волноводу средняя мощность.

• Сделать оценку наиболее выгодного для основной волны диапазона волн в заданном диапазоне.

Графическая часть:

• Представить на эскизах структуру силовых линий поля волны Н₁₀ , дать подробное объяснение принципов, лежащих в основе их построения (какой вид будут иметь силовые линии, где они начинаются, где заканчиваются, граничные условия, их форма, характер – вихревой и т.д.);
• Представить на эскизах структуру силовых линий поля волны с самым большим индексами m и n, которая распределится в волноводе. Дать пояснение. Вид снизу, вид сбоку, вид сверху, объёмный вид;
• Показать схему возбуждения волны Н₁₀ возбудителем, указанным в задании. Пояснить принцип его работы.
• Изобразить на эскизах картину силовых линий векторов плотности токов проводимости и смещения для основного типа волны. Дать пояснения принципов построения.

---

Содержание

Введение
Расчётная часть
1. Определение типов волн, распространяющихся в волноводе в заданном диапазоне.
2. Расчет зависимостей следующих параметров от длины волны для основного типа волны (H₁₀):

• Зависимость волнового числа от длины волны
• Зависимость фазовой скорости от длины волны
• Зависимость групповой скорости от длины волны
• Зависимость волнового сопротивления от длины волны
• Зависимость средней мощности от длины волны
• Зависимость коэффициента затухания от длины волны

3. Оценка наиболее выгодного для основной волны Н₁₀ диапазона в пределах заданного диапазона

• Зависимость продольного волнового числа от длины волны
• Зависимость групповой скорости от длины волны
• Зависимость фазовой скорости от длины волны
• Зависимость волнового сопротивления от длины волны
• Зависимость мощности от длины волны
• Зависимость коэффициента затухания от длины волны

Графическая часть

1. Представление на эскизах структуры силовых линий поля волны Н₁₀ с описанием
2. Представление на эскизах структуры силовых линий поля волны с самым большим индексами m и n, которая распределится в волноводе
3. Изображение схемы возбуждения волны Н₁₀ возбудителем, указанным в задании. Пояснение принципа его работы
4. Изображение на эскизах картины силовых линий векторов плотности токов проводимости и смещения для основного типа волны с пояснением принципов построения

Заключение
В ходе выполнения РГР мы определили различные типы волн, распространяющиеся по волноводу; построили графики зависимостей наиболее важных параметров от длины волны; нашли оптимальный для переноса энергии по волноводу диапазон распространения основной волны Н_10­. Так же рассмотрели особенности построения силовых линий основной волны и изучили её структуру.
На основании полученных данных смогли представить на эскизах структуру волны с самыми большими коэффициентами m и n.
Рассмотрели способы возбуждения волновода, раскрыли один из них – возбуждение при помощи штыря.

Список используемой литературы