Плоская электромагнитная волна
Работа из раздела: «
Физика и энергетика»
/
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:
1 Определить параметры волны: .
2 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.
3 Построить графики зависимостей мгновенных значений векторов поля и в точке от изменения времени в пределах одного периода колебаний.
4 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
1. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Высшая школа, 1992. - 416 с.
2. Федоров Н.Н. Основы электродинамики. - М.: Высшая школа, 1980. - 400 с.
3. Сборник задач по курсу «Электродинамика и распространение радиоволн» / Под ред. С.И. Баскаков. - М.: Высшая школа, 1981. - 208 с.
4. 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.
