Задача 2

Прямокутний хвилевід з розмірами поперечного перерізу виконаний з ідеально провідного матеріалу. На основі даних табл.3 виконати таке:

1. Зобразити епюри розподілу проекцій векторів та хвилі заданого типу уздовж відповідних поперечних розмірів хвилеводу.

2. Побудувати в аксонометрії просторову сукупність силових ліній векторів напруженості електричного і магнітного полів.

3. Зобразити ескіз, що ілюструє розподіл струмів провідності в стінках хвилеводу і струмів зміщення в його порожнині.

4. Виписати компоненти поля хвилі заданого типу.

5. Визначити критичну і вибрати робочу довжини хвиль у хвилеводі.

6. Розрахувати характеристичній опір хвилеводу.

7. Визначити середню потужність P_сер поля у хвилеводі, якщо амплітуда електричної складової поля в пучності дорівнює 10³ В/м, і оцінити граничнодопустиму потужність, якщо Е_пробою = 3 10⁶ В/м.

8. Розрахувати значення фазової V_ф і групової V_гр швидкостей хвилі у хвилеводі.

9. Визначити типи хвиль, які при обраній довжині хвилі мо-жуть поширюватися у хвилеводі, а також при довжині хвилі, що у чотири рази менша за обрану.

Таблиця 3

Вихідні дані	Розміри по­перечного перерізу		Тип хвилі
	, м	, м	варіант А	варіант Б
0	0,02	0,01		H01
1	0,02	0,02		H02
2	0,04	0,01		E11
3	0,04	0,02		H01
4	0,06	0,03	E11	H11
5	0,06	0,02		E11
6	0,08	0,04		H01
7	0,08	0,02		H02
8	0,1	0,05		E11
9	0,1	0,02		H01

Методичні рекомендації до розв’язування задачі

Розв’язання задачі доцільно починати з графічного зображення структури поля заданого типу. Після цього необхідно виписати складові векторів напруженості електричного і магнітного полів, що зображуються, з урахуванням закону, за яким вони змінюються. Картину силових ліній напруженостей поля і картину густини стру-мів провідності та зміщення доцільно сумістити на одному рисун-ку.

При розрахунку характеристичних опорів хвиль типів Н_mn у хвилеводі необхідно використовувати співвідношення такого вигляду:

,

а при розрахунку характеристичних опорів хвиль типів E_mn

,

де W = 377 Ом – хвильовий опір повітря.

Середні потужності хвиль типів Н_mo і Н_on визначаються співвідношенням:

,

середня потужність хвилі типу Н₁₁ – співвідношенням:

,

а середня потужність хвилі типу Е₁₁ – співвідношенням:

.

Література: [2, с. 5 - 26]; [4, с. 15 - 27]; [6, с. 270-283].