Stačiakampis bangolaidis

Elektromagnetinio lauko struktūros tyrimas stačiakampiame bangolaidyje Tliko :G. Vaičius RB-2/8 Darbo tikslas Susipažinti su bangolaidiniu traktu, jo parametrų matavimo metodika, matavimo prietaisais, ištirti elektromagnetinių bangų, sužadintų stačiakampiame bangolaidyje, lauko struktūrą. Teorija Bangolaidis arba bangolaidinė linija yra metalinis stačiakampio, apvalaus arba sudėtingos formos skerspjūvio vamzdis. Jis naudojamas elektromagnetinei energijai perduoti centimetrinių ir milimetrinių bangų diapazonuose (2-300 GHz). Tuose diapazonuose atviros dvilaidės linijos elektromagnetinei energijai perduoti netinka, nes intensyviai spinduliuoja ją į supančią aplinką. Bangolaidžio vidinė ertmė dažniausiai esti pripildyta oro, kuris prireikus gali būti net praretintas. Sienelės gaminamos iš gerų laidininkų (vario, aliuminio), o vidinis sienelės paviršius padengiamas sidabru ar auksu ir poliruojamas. Todėl paviršinių srovių, tekančių bangolaidžio sienelėse, nuostoliai yra maži ir elektromagnetinės bangos bangolaidžiuose slopinamos nežymiai. Bangolaidžio skersiniai matmenys turi būti tos pačios eilės, kaip ir juo perduodamos bangos ilgis  (turima galvoje bangos ilgis tuštumoje). Priklausomai nuo bangolaidžio skersinių matmenų santykio su bangos ilgiu  bangolaidžiu gali sklisti tam tikras baigtinis įvairių tipų bangų skaičius. Sklidimo sąlygos yra: fkr, čia kr, fkr – kritinis bangos ilgis bei kritinis dažnis. Jie priklauso nuo bangolaidžio skersinių matmenų ir bangos tipo. Pavyzdžiui, stačiakampio skerspjūvio bangolaidžiui: čia a ir b – vidiniai bangolaidžio matmenys (1 pav.); m ir n – indeksai nusakantys bangos tipą. Jie parodo kiek stovinčios bangos pusbangių telpa išilgai matmens a ir matmens b, atitinkamai. Standartinių bangolaidžių a>b. 1 pav. Stačiakampio skerspjūvio bangolaidis Pagrindiniai bangos parametrai išreiškiami taip: Kritinis bangos ilgis 2 pav. Struktūrinė-elektrinė bangolaidinio trakto schema: 1 – sekcija H bangai sužadinti; 2 – reguliuojamas ateniuatorius; 3 – bangolaidinė matavimo linija; 4 – sekcija su skersai judamu zondu; 5 – suderinta apkrova; 6 – reguliuojamas trumpiklis. Aparatūra Laboratorinio darbo aparatūra (žiūr. 2 pav.) susideda iš bangolaidinio trakto, kurio vidinio skerspjūvio matmenys a90 mm ir b45 mm, mikrobangų (decimetrinių bangų) generatoriaus, skirto laukui bangolaidyje sužadinti ir išėjimo signalo matuoklio įtampoms, gautoms matavimo linijų zonduose, matuoti. Pagrindinė bangolaidinio trakto sekcija yra matavimo linija su išilginiu plyšiu, leidžianti išmatuoti elektrinio lauko stiprumo amplitudės priklausomybę nuo atstumo, einant išilgai bangolaidžio didžiosios sienelės viduriu. Stovinčios bangos režimas sudaromas užbaigiant bangolaidinį traktą trumpikliu, o bėganti banga bus trakte, jei jis apkraunamas suderinta apkrova. Suderintos apkrovos funkciją atlieka tūrinis absorbuojantis įdėklas trumpai sujungto bangolaidžio gale. Toks įdėklas gaminamas iš kompozicinių medžiagų. Jų absorbuojantis komponentas yra grafito, karboninės geležies, silicio karbido arba ferito milteliai, o inertinis rišantysis komponentas – epoksidinė derva. Kad būtų mažesni bangų atspindžiai, įdėklai daromi tolydžiai kintamo profilio, pvz.: pleišto ar piramidės. Reguliuojamu ateniuatoriumi galima patogiai pasirinkti matuojamo signalo lygį, taip kad indikatoriaus rodyklė maksimalaus signalo atveju neišeitų už skalės ribų. Be to, ateniuatorius atlieka ir suderinančiojo įrenginio vaidmenį, ribodamas bangų atspindį iš mikrobangų generatoriaus pusės. Darbo eiga ir rezultatai 1. Sujungiame bangolaidinį traktą taip, kad jame susidarytų stovinčių bangų režimas, t.y. užbaigiame bangolaidinį traktą trumpikliu. 2. Įjungiame mikrobangų generatorių ir, jam įšilus, nustatome dėstytojo nurodytą darbo dažnį f (2550 MHz). Gauname maksimalų generatoriaus galingumą. 3. Įjungiame indikatorių ir, jam įšilus, suderiname rezonansui zondų galvučių tūrinius rezonatorius. Tai atliekama, keičiant zondų galvučių reguliavimo elementus taip, kad indikatoriaus parodymai būtų didžiausi. 4. Reguliuojamu ateniuatoriumi nustatome tokį signalo slopinimą, kad indikatoriaus rodyklė pūpsnio vietoje neišeitų už skalės ribų. 5. Išmatuojame elektrinio lauko stiprumo amplitudės priklausomybę nuo atstumo išilgai bangolaidžio. 6. cm Trumpiklis Suderinta Atviras mV 0 5 80 76 0,5 12 80 83 1 54 80 88 1,5 90 81 92 2 108 81 92 2,5 126 80 92 3 132 80 90 3,5 138 80 85 4 138 79 78 4,5 135 79 70 5 132 78 62 5,5 120 80 60 6 105 80 60 6,5 78 80 60 7 38 81 72 7,5 2,6 81 75 8 13 80 81 8,5 54 80 84 9 89 81 90 9,5 108 81 90 10 126 81 90 10,5 142 81 87 11 138 80 84 11,5 138 80 78 12 138 79 69 12,5 129 79 63 13 117 79 60 13,5 99 78 57 14 72 79 61 14,5 30 80 70 15 0,9 80 76 15,5 21 81 83 16 62 82 89 7. Išmatuojame bangos ilgį bangolaidyje . Pagal gautą matavimo rezultatą apskaičiuojame darbo bangos ilgį laisvojoje erdvėje . Gautą  reikšmę patikriname pagal generatoriaus dažnį. 8. Remdamiesi surastu bangos ilgiu , apskaičiuokite banginį skaičių  ir fazinį vf bei grupinį vgr greičius. 9. Paliekame bangolaidinio trakto galą atvirą ir leidžiame bangai sklisti į laisvają erdvę. Apskaičiuojame stovinčios bangos koeficientą ksb. 10. Apkrauname bangolaidinį traktą suderinta apkrova. Apskaičiuojame stovinčios bangos koeficientą ksb. 11. Užbaigiame bangolaidinį traktą trumpikliu. Apskaičiuojame stovinčios bangos koeficientą ksb. Išvados Darbo metu buvo ištirtas stačiakampis bangolaidis. Juo gali sklisti tokios bangos, kurių bangos ilgis yra mažesnės už kritinį bangos ilgį arba kurių dažnis yra didesnis už kritinį dažnį. Buvo išmatuota elektrinio lauko amplitudės priklausomybė nuo atstumo kai: bangolaidžio gale yra trumpiklis, suderinta apkrova, bangolaidžio galas atviras. Stovinčiosios bangos koeficientai visais šiais atvejais skiriasi.Suderintos apkrovos atveju stovinčiosios bangos koeficientas yra labai artimas 1,tai reiškia, kad tas suderinimas artimas idealiam ir elektrinio lauko amplitudė einant išilgai bangolaidžio praktiškai nekinta (Emax ~ Emin).Tai matyti ir iš grafiko.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!