Зависимость режима работы волновода от вида его нагрузки
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
?теристическое сопротивление для второй среды
Коэффициент отражения равен
Амплитуда напряженности электрического поля падающей волны дана
E0=Еm=5 В/м,
амплитуда напряженности магнитного поля определяется
(8.3.1) [2]
Тогда амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей отраженной волны равны соответственно
Определим волновое число для вакуума (для первой среды)
(3.36) [1]
Тангенс угла диэлектрических потерь равен для первой среды
Определим коэффициенты затухания и фазовую постоянную для первой среды.
Коэффициент затухания:
для первой среды
(6.8) [4]
) Определим амплитуды напряженностей полей прошедшей волны.
Т - коэффициент прохождения равен
(6.14) [1]
(7.14) [4]
(6.2) [4]
Амплитуды равны
3) Определим значение вектора Пойнтинга отраженной волны.
Вектор Пойнтинга равен
(6.19) [4]
Для отраженной волны
) Определим значение вектора Пойнтинга прошедшей волны.
) Определим коэффициент стоячей волны.
(8.3.8) [2]
) Вычислим расстояние между минимумами поля в первой среде.
Расстояние между минимумами поля в первой среде равно половине длины падающей волны
(3.30) [1]
(8.3.9) [2]
7) Рассчитаем и построим график зависимости напряженности электрического поля в первой среде в интервале -< z < 0 и второй среде в интервале 0 < z < 3, где - глубина проникновения во вторую среду
Поле в первой среде состоит из полей падающей и отраженной волн
[2]
(6.1) [3]
Вещественная часть
Подставляем значения
при t=0 получаем
Зависимость напряженности электрического поля в первой среде в интервале приведены в таблице 1 и на рисунке 1.
Таблица 1
Z-0,222-0,18-0,16-0,14-0,12-0,10-0,08-0,06-0,04-0,020Ex13,2451,195-0,607-2,221-3,143-3,086-2,069-0,4071,3812,7403,245
Рисунок 1 - Зависимость напряженности электрического поля в первой среде в интервале -< z < 0
Рассчитаем и построим график зависимости напряженности электрического поля во второй среде в интервале 0 < z < 3, где - глубина проникновения во вторую среду.
Глубина проникновения определяется
(7.3.6) [2]
Поле во второй среде определяется
(12) [5]
Вещественная часть
при t=0
Зависимость напряженности электрического поля во второй среде в интервале 0 < z < 3, приведены в таблице 2 и на рисунке 2.
Таблица 2
Z00,050,10,150,20,250,30,350,39Ех23,250-2,1581,328-0,7430,358-0,124-0,0040,065-0,158
Рисунок 2 - Зависимость напряженности электрического поля во второй среде в интервале 0 < z < 3
Лабораторная работа №5
Законы распространения радиоволн в свободном пространстве сравнительно просты, но чаще всего радиотехника имеет дело не со свободным пространством, а с распространением радиоволн над земной поверхностью. Как показывают и опыт и теория, поверхность Земли сильно влияет на распространение радиоволн, причем сказываются как физические свойства поверхности (например, различия между морем и сушей), так и ее геометрическая форма (общая кривизна поверхности земного шара и отдельные неровности рельефа - горы, ущелья и т. п.). Влияние это различно для волн разной длины и для разных расстояний между передатчиком и приемником.
Влияние, оказываемое на распространение радиоволн формой земной поверхности, понятно из предыдущего. Ведь мы имеем здесь, в сущности, разнообразные проявления дифракции идущих от излучателя волн ( 41),- как на земном шаре в целом, так и на отдельных особенностях рельефа. Мы знаем, что дифракция сильно зависит от соотношения между длиной волны и размерами тела, находящегося на пути волны. Неудивительно поэтому, что кривизна земной поверхности и ее рельеф по-разному сказываются на распространении волн различной длины.
Так, например, горная цепь отбрасывает радиотень в случае коротких волн, в то время как достаточно длинные (в несколько километров) волны хорошо огибают это препятствие и на горном склоне, противоположном радиостанции, ослабляются незначительно (рис. 1).
Рис. 1. Гора отбрасывает радиотень в случае коротких волн. Длинные волны огибают гору
Что касается земного шара в целом, то он чрезвычайно велик даже по сравнению с наиболее длинными волнами, применяемыми в радио. Очень короткие волны, например метровые, вообще не заворачивают сколько-нибудь заметно за горизонт, т. е. за пределы прямой видимости. Чем волны длиннее, тем лучше они огибают поверхность земного шара, но и самые длинные из применяемых волн не могли бы. благодаря дифракции завернуть так сильно, чтобы обойти вокруг земного шара - от нас к антиподам. Если, тем не менее, радиосвязь осуществляется между любыми точками земного шара, причем на волнах самой различной длины, то это возможно не из-за дифракции, а по совсем другой причине, о которой мы скажем немного дальше.
Влияние физических свойств земной поверхности на распространение радиоволн связано с тем, что под воздействием этих волн в почве и в морской воде возникают электрические токи высокой частоты, наиболее сильные вблизи антенны