ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСИИ И ЗАТУХАНИЯ ВОЛН В ВОЛНОВОДЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ С ВОЛНОЙ Н10

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
Кафедра радиотехнических и оптоэлектронных комплексов
ОТЧЕТ
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
доцент., канд. техн. наук
должность, уч. степень, звание
Прусов А.В.
подпись, дата
инициалы, фамилия
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №7
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСИИ И ЗАТУХАНИЯ ВОЛН В
ВОЛНОВОДЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ С ВОЛНОЙ Н10
по курсу: Электромагнитные поля и волны
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. №
А. Д. Ахраменко
5623
подпись, дата
Санкт-Петербург
2018
инициалы, фамилия
1. Цель работы:
 Изучить явление дисперсии и затухания волн в волноводе;
 Изучить методы измерения параметров, характеризующих дисперсию и
затухание;
 Исследовать экспериментально изменение фазовой и групповой
скоростей, а так же затухания в зависимости от частоты генерируемых
колебаний;
 Исследовать математически зависимости затухания, фазовой и групповой
скоростей от поперечных размеров волновода, диэлектрической
проницаемости заполнения и удельной проводимости стенок в заданном
частотном диапазоне.
2. Функциональная схема лабораторной установки
Рисунок 1 – Функциональная схема лабораторной установки
Установка для снятия кривых дисперсии и затухания волн в волноводном тракте
состоит из двух генераторов высокочастотных колебаний ГЗ-21 и ГЗ-22,
измерительной линии типа PI-7, измерительного усилителя 28-ИМ и
исследуемого прямоугольного волновода типа МЭК-32 с размерами
поперечного сечения a x b = 72.14 x 34.0 c воздушным заполнением длиной l =
3м, замкнутого на конце металлической заглушкой.
3. Измерительная часть
Таблица 3.1. Результаты измерений
Параметры Частота f, МГц
2850
3000
3500
4000
4200
Z1, см
2,1
6,3
6,5
5,6
7,6
Z2, см
2,5
6,6
7,4
5,7
7,8
Z1’, см
9,8
13,1
11,8
9,9
11,8
Z2’, см
10,2
13,5
12,6
10,1
11,9
Vmin, дел
10 * 103
20 * 102
10 * 104
10 * 103
20 * 103
VΣz1,2 дел
20 * 103
40 * 102
20 * 104
20 * 103
40 * 103
Таблица 3.2. Результаты вычислений по экспериментальным данным
Параметры Частота f, МГц
2850
3000
3500
4000
4200
λ, см
10.28
10
8.6
7.5
7.2
Λ, см
14.4
13.7
10.5
8.7
8.3
V, ф/c
4.2*108
4.11*108
3.66*108
3.48*108
3.45*108
V, гр/c
2.14*108
2.18*108
2.45*108
2.58*108
2.6*108
α, дб/м
0.78
0.69
0,56
0.43
0.26
∆Z, см
0.4
0.35
0.27
0.15
0.1
КБv
0.09
0.08
0.7
0.05
0.03
l1min, см
2.3
6.45
6.95
5.65
7.7
l2min, см
10
13.3
12.2
10
11.85
4. Графики
Рисунок 4.1. Зависимость Vгр от частоты f
Рисунок 4.2. Зависимость Vф от частоты f
Рисунок 4.2. Зависимость α от частоты f
5. Выводы:
 Увеличение частоты генератора приводит к снижению коэффициента
затухания волны α;
 Увеличение частоты генератора приводит к увеличению Vгр, а так же
приводит к снижению Vф, причем произведение этих величин равняется
квадрату скорости распространения электромагнитных волн;
 Увеличение частоты генератора приводит к снижению коэффициента
бегущей волны, а так же к снижению длины волн как в волноводе, так и в
свободном пространстве.