ВСТУП
Метою даної курсової роботи є розрахунок характеристик електромагнітного поля в провідному прямокутному хвилеводі і порівняння отриманих результатів з встановленими по ГОСТ.
Завдання курсової роботи:
рішення системи рівнянь Максвелла при заданих граничних умовах;
розрахунок діапазону довжин хвиль прямокутного хвилеводу;
розрахунок критичних довжин хвиль;
розрахунок критичних частот хвилі основного типу;
розрахунок фазової і групової швидкостей хвилі основного типу;
розрахунок коефіцієнта поширення хвилі в хвилеводі;
розрахунок характеристичного опору хвилі основного типу;
розрахунок коефіцієнта загасання хвилі з довжиною, вибраної з робочого діапазону;
порівняння отриманих у ході розрахунків даних з вже наявними табличними значеннями.
Електромагнітна хвиля в пристроях і системах зв'язку повинна поширюватися по певному шляху і досягати пункту призначення з найменшими втратами. Цю функцію виконують напрямні системи, їх називають також лініями передачі або хвилеводами.
Напрямні системи повинні задовольняти наступним вимогам:
мале загасання;
забезпечення заданої переданої потужності;
економічна доцільність (малу вагу, доступні матеріали, простота конструкції і технології виробництва).
Застосовуються такі конструкції напрямних систем:
двопровідні лінії;
коаксіальний кабель;
лінії поверхневої хвилі;
металеві хвилеводи.
Основними, широко використовуваними лініями передачі закритого типу, є коаксіальний хвилевід, прямокутний, круглий і еліптичний хвилеводи. Дані лінії передачі більш широкосмугові, дешевше і простіше у виготовленні, мають високу електричну міцність необхідну для передачі великої потужності, високу механічну міцність, що забезпечує високу надійність, тривалий термін служби, стійкість до механічних впливів і мінімальні втрати енергії.
Малюнок 1.1 Хвилеводи:
а) прямокутний; б) круглий; в) еліптичний: г) П-подібний.
Хвилевід являє собою порожню металеву трубу, стінки якого виконуються з добре провідного матеріалу (мідь, латунь). Щоб уникнути корозії хвилеводи часто гальванічно покривають тонким шаром срібла або іншого стійкого до корозії металу (золото, нікель).
В сантиметровому і міліметровому діапазонах довжин хвиль основним типом ліній передачі є хвилеводи з прямокутним поперечним перерізом.
У даній роботі розглянемо прямокутний хвилевід R100 з параметрами (розмір хвилеводу по ГОСТ20900-75):
a=9 мм - ширина каналу хвилеводу;
b=4.5 мм - висота каналу хвилеводу;
s=0.5 мм - товщина стінки.
Діапазон частот:
f 1=30 ГГц;
f 2=58 ГГц.
1. Електромагнітні хвилі, що поширюються в ЛІНІЯХ ПЕРЕДАЧІ
