Контрольная работа: Плоская электромагнитная волна

Республика Казахстан

Алматинский институт Энергетики и Связи

Кафедра Радиотехники

Контрольная работа

По дисциплине: Теория передачи электромагнитных волн

Плоская электромагнитная волна

Принял: доцент Хорош А.Х.

Выполнил: ст. гр. БРЭ-07-9

Джуматаев Е. Б.

Зачетная книжка № 033496

Алматы 2009

Задание

Плоская электромагнитная волна, поляризованная в плоскости YoZ, распространяется вдоль оси Z в неограниченной среде с параметрами , и . Амплитудное значение вектора напряженности электрического поля в начале координат .

Необходимо:

Определить параметры волны: .

Записать комплексные и мгновенные значения векторов напряженностей электрического и магнитного полей в точке соответствующей уменьшению амплитуды поля на L дБ, а также вектора в этой точке.

Построить графики зависимостей мгновенных значений векторов поля и в точке от изменения времени в пределах одного периода колебаний.

Рассматривая рассчитанный отрезок пути как четырехполюсник, рассчитать и построить его амплитудно-частотную характеристику в диапазоне частот f – 2f.

Исходные данные для расчета:

;

=8,85*10Ф/м;

=4=12,56*10;

1. Определение параметров волны

плоский электромагнитный волна параметр

Для определения параметров волны, необходимо выяснить, в какой среде распространяется волна.

Найдем диэлектрическую проницаемость:

(2.11) [1],

где — абсолютная диэлектрическая проницаемость,

(1.36) [1],

(пФ/м);

(рад/с);

;

(Ф/м);

,

следовательно, среда проводящая (металл) , что говорит о равенстве коэффициента затухания и коэффициента фаз:

(7.61) [3];

.

Из формулы

(3.2) [1] ,

длина волны:

.

Фазовая скорость:

.

Характеристическое сопротивление для проводящей среды равно:

(7.69) [3];

(Ом),

где модуль равен:

фаза:

;

(Ом).

2. Определение комплексных и мгновенных значений векторов

Определим точку, соответствующую уменьшению амплитуды поля:

, где (Дб/м) (3.9) [1],

(Ом).

Запишем комплексные и мгновенные значения векторов напряженностей электрического и магнитного полей в точке :

(7.84) [2].

(7.73) [2].

(7.34) [2].

(3.34) [2].

Теперь найдем плотность потока мощности в однородной плоской волне по формуле:

(3.32) [1].

Вт/м.

3. Построение графиков зависимостей мгновенных значений

Построим графики зависимостей мгновенных значений векторов поля и в точке от изменения времени в пределах одного периода колебаний.

Рисунок 1 — График зависимости мгновенного значения вектор E в точке Z0 от изменения времени в пределах одного периода

Рисунок 2 — График зависимости мгновенного значения вектор H в точке Z0 от изменения времени в пределах одного периода

4. Построение амплитудно-частотной характеристики

Рассматривая рассчитанный отрезок пути как четырехполюсник, рассчитаем и построим его амплитудно-частотную характеристику в диапазоне частот f – 2f.

Рисунок 3 — Амплитудно-частотная характеристика

Вывод

В ходе расчетно-графической работы, были определены параметры плоской электромагнитной волны для проводящей среды:

Найдены комплексные и мгновенные значения векторов напряженностей электрического и магнитных полей в точке z=z0, соответствующей уменьшению амплитуды поля на L дБ, а также вектора в этой точке. По полученным данным были построены графики зависимостей мгновенных значений векторов поля в точке z0 от изменения времени в пределах одного периода колебаний, а также амплитудно-частотная характеристика в диапазоне частот f-2f..

Список литературы

Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Высшая школа, 1992. – 416 с.

Федоров Н.Н. Основы электродинамики. – М.: Высшая школа, 1980. – 400 с.

Сборник задач по курсу «Электродинамика и распространение радиоволн» / Под ред. С.И. Баскаков. – М.: Высшая школа, 1981. – 208 с.

Работы учебные. Фирменный стандарт ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию. – Алматы, АИЭС, 2002. – 31 с.