Задача 2. Варианты заданий представлены в табл

Варианты заданий представлены в табл. 2.

Таблица 2

Варианты задания

т
Материал стенок	Серебро	Медь	Алюминий	Латунь	Серебро	Медь	Алюми ний	Ла тунь	Се ребро	Медь
ГГц	12,00	10,00	7,50	2,50	8,00	3,00	4,00	6,00	5,00	3,75
кВ/м	3,0	0,5	20,0	10,0	0,9	15,0	1,5	1,0	12,0	17,0

n
	0,194	0,214	0,206	0,230	0,226	0,202	0,210	0,218	0,198	0,222
м
рад

По прямоугольному волноводу, который заполнен воздухом
( ), изготовлен из материала, указанного в табл. 2, и имеет длину L распространяется в одноволновом режиме сигнал, полностью поглощаемый нагрузкой и занимающий полосу частот от до (где – центральная частота полосы). Для бегущей волны основного типа Н ₁₀ и частоты f ₀ в начале волновода (z = 0) на его оси (х = а /2, у = b/2) комплексная амплитуда электрического поля имеет вид

Требуется

1. Определить стандартные поперечные размеры волновода (см. [4 или 5, задача 11.6], а также табл. 3).

Таблица 3

Размеры сечений прямоугольного волновода, а ´ b, мм

165 ´ 82,5	86 ´ 43	47,5 ´ 22	28,5 ´ 12,6	16 ´ 8
130 ´ 65	72 ´ 34	40 ´ 20	23 ´ 10	13 ´ 6,5
109 ´ 54,5	58 ´ 29	35 ´ 16	19 ´ 9,5	11 ´ 4,3

2. Для этого волновода рассчитать на краях полосы частот сигнала (которой соответствует интервал длин волн от до где ) коэффициент ослабления обусловленный потерей мощности в материале стенок (табл. 4), и коэффициент полезного действия

Таблица 4

Значения удельной электропроводности материала стенок волновода

Материал	Серебро	Медь	Алюминий	Латунь
cм/м	5,30∙10⁷	5,25∙10⁷	2,94∙10⁷	1,56∙10⁷

Примечание. Для всех материалов

3. Рассчитать параметры бегущей по волноводу волны Н ₁₀ частоты (коэффициент фазы , фазовую скорость v _ф, скорость переноса энергии v _э, длину волны в волноводе характеристическое сопротивление

4. Написать формулы мгновенных значений всех компонент поля бегущей по волноводу волны Н ₁₀ частоты f ₀

5. Получить выражения всех компонент поля волны Н ₁₀ для фиксированного момента времени t = t ₁, определяемого условием Заменить буквенные обозначения известными числовыми значениями величин и построить для этого момента картины векторных линий поля в характерных поперечных (z = 0, z = ± /4) и продольных (х = а/2, у = const) сечениях волновода.

Заменив металлические стенки волновода идеальным проводником, построить на их внутренней поверхности картины векторных линий плотности поверхностного электрического тока , которые соответствуют картинам поля Н ₁₀.

6. С учетом полученных в п. 5 картин векторных линий определить расположение элементов связи (зонд, петля, узкая щель, прорезанная в стенке) с волной рабочего типа Н ₁₀ волновода. Указать их на рисунках п. 5.

Рекомендуемые литературные источники: [1, пп. 17.1–17.3, 18.1, 18.2, 18.5–18.9, 19.1–19.8, 19.23], [2, пп. 9.1–9.3, 9.6, 9.8, 10.1, 13.2], [3, пп. 8.1, 8.2, 8.4, 8.6, 8.8, 9.1–9.3, 9.8], [4 или 5, упр. 11].