МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ до практичних і лаборато…

Міністерство освіти і науки України

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Інститут телекомунікаційних систем

Кафедра засобів телекомунікацій

проф. Якорнов Є.А.



МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
щодо підготовки і проведення практичних занять та лабораторних робіт


з дисципліни «Технічна електродинаміка та поширення
радіохвиль»
(кредитний мод.1. «Електродинаміка»)
для напрямів підготовки (бакалавр):
“6.0910 Електронні апарати, 6.0924 Телекомунікації”





Методичні рекомендції розглянути
та затверждени на засіданні кафедри
засобів телекомунікацій
(протокіл № від 30. 08.2007р.)









Київ- 2007



1. Рейтингова система оцінки успішності студентів по кредитному модулю № 1 «Електродинаміка»

1.1. Загальні положення
Виходячи із загальних тенденцій Болонського процесу й навчання в НТУУ «КПІ», зокрема, пріоритету самостійної роботи студентів (СРС) 50 відсотків часу вивчення дисципліни приділяється на самостійне пророблення матеріалу (особливо розв'язання задач) і виконання домашньої контрольної роботи (ДКР). Тому нижче приводяться переліки питань до кожного практичного заняття із зазначенням літератури, яку необхідно обов'язково проробити (законспектувати), а також умови задач, що виносяться на модульну контрольну роботу (МКР) і залік.
Для стимуляції самостійної роботи над дисципліною вводиться рейтингова система, що дозволяє протягом семестру оцінювати роботу студента в балах і при досягненні високих показників звільняти від процедури здачі заліку. Максимальна кількість балів, які може набрати кожний студент, і за що наведено нижче.
Розподіл навчального часу по видах занять і СРС кредитного модуля згідно робочого навчального плану представлене в табл. 1.1.
Таблиця 1.1
Семестр


Навчальний час
Розподіл навчальних годин
Контрольні заходи


кредити
акад. години
Лекції
Практичні
Лаб. раб.
СРС
+
ДКР
+
залік.
МКР
ДКР
Семестр. атест.

3
3
108
36
6
12
54
1
1
Залік .


Рейтинг студента по кредитному модулю №1 у третьому семестрі складається з балів, які він отримує:
1) за письмову п'ятихвилинну відповідь кожного студента на початку кожної лекції (крім вступної) по матеріалу попередньої лекції (необхідність введення такого контролю пов'язана з дуже малою кількістю запланованих практичних занять (усього 3));
2) за виконання й захист 6-и лабораторних робіт;
3) за дві контрольні роботи ( МКР ділиться на дві контрольні роботи тривалістю по 45 хвилин кожна);
4) за виконання ДКР, що охоплює всі три теми модуля;
5) за відповідь на заліку.
2. Система рейтингових (вагових) балів і критерії
оцінювання
2.1. Рейтингові бали на лекційних заняттях
Оцінюється по п’ятибальній системі. Максимальна кількість балів на всіх лекційних заняттях дорівнює 17 * 5 = 85 балів
2.2. Робота на практичних заняттях
На першій годині занять поряд з теоретичними питаннями здійснюється перевірка розв’язання шести базових завдань, рекомендованих по темах 1.1, 1.2 і 1.3. Їхнє рішення також оцінюється по п’ятибальній системі.
Максимальна кількість балів на всіх практичних заняттях дорівнює 5 * 3 = 15 балів.
Критерії оцінювання:
повна відповідь на питання або правильно вирішене завдання - 5 балів;
неповна відповідь на питання або частково правильно вирішене завдання - 3 або 4 бали;
не дана відповідь на питання або невирішене завдання (вирішена зовсім невірно) - 2 бали;
абсолютна непідготовка до заняття (кожне невирішене завдання) -(-2) бали.

2.3. Лабораторні роботи
Максимальний ваговий бал за одну виконану й захищену лабораторну роботу – 10. Максимальна кількість балів за всі лабораторні роботи дорівнює: 10 * 6 = 60 балів.
Критерії оцінювання:
а) оцінка якості теоретичної підготовки до роботи оцінюється по п’ятибальній системі;
б) виконання роботи й одержання заліку по ній (позитивна оцінка колоквіуму + оформлений звіт) до початку залікової сесії -5 балів.
2.4. Модульний контроль
Максимальний ваговий бал за кожну з контрольних робіт МКР 1-1, МКР 1-2 та МКР 1-3 - 40 балів. Максимальна кількість балів за всю МКР 60 * 3 = 120 балів.
Критерії оцінювання:
повні відповіді на поставлені питання й правильно вирішені практичні завдання - 40 балів;
кожне питання й завдання квитка МКР мають залежно від складності свою вага й тому 30 балів відповідають у п'ятибальній системі оцінці «добре», а 20 балів - «задовільно».

2.5. Домашня контрольна робота.
ДКР складається з ряду самостійних частин (розділів), зв'язаних загальною постановкою завдання та охоплюючих всі три теми дисципліни. Максимальна кількість балів - 65.
Критерії оцінювання:
розрахунки виконані правильно, у повному обсязі, відповідають варіанту завдання й вимогам оформлення текстових і графічних матеріалів, які прийняті на кафедрі для курсових робіт проектів і дипломів. У роботі є повні розділи самоперевірки, змістовні висновки - 65 балів;
розрахунки виконані правильно, у повному обсязі, відповідають варіанту завдання, але є незначні відхилення від вимог оформлення текстових і графічних матеріалів (не більше двох відхилень), які прийняті на кафедрі для курсових робіт проектів і дипломів. У роботі є неповна самоперевірка, (самоперевірка відсутня не більше ніж на один пункт завдання), і/або поверхові висновки - 45 бала (відповідає звичайній оцінці «добре»);
розрахунки виконані правильно, відповідають варіанту завдання, але не в повному обсязі, (відсутній хоча б один пункт завдання), є відхилення від вимог оформлення текстових і графічних матеріалів (не більше чотирьох відхилень), які прийняті на кафедрі для курсових робіт проектів і дипломів. У роботі є неповна самоперевірка, (самоперевірка відсутня не більше ніж на два пункти завдання), і/або поверхневі висновки - 35 балів;
менш 35 балів ДКР не приймається й відправляється на доробку.

2.6. Штрафні й заохочувальні бали
2.6.1. Заохочувальні бали:
за участь в інститутській олімпіаді по дисципліні, модернізації лабораторних робіт, виконання завдань по вдосконаленню дидактичних матеріалів по дисципліні надається від 5 до 10 заохочувальних балів;
+5 балів за здачу теорії по кожній лабораторній роботі при неначитаному лекційному матеріалі;
+5 балів за оформлення звіту по лабораторній роботі до кінця лабораторного заняття;
+5 балів додається за кожне додатково вирішене завдання (не більше чотирьох по кожній темі й тільки на консультаціях у присутності викладача);
до +30 балів за зразкове ведення конспекту лекцій (зі вклеєними рисунками).

2.6.2. Штрафні бали:
за недопуск до лабораторної роботи при начитаному лекційному матеріалі у зв'язку з незадовільним вхідним контролем - (-2) бали;
за відсутність на лабораторному занятті без поважної причини - (-5) балів;
за непідготовку до практичних занять: за кожне невирішене завдання з 6 рекомендованих - (-2) бали;
за неявку на контрольну роботу без поважної причини - (-5) балів;
за несвоєчасну, (більш ніж один тиждень), здачу ДКР - (-10) балів;
за несвоєчасний захист (до заліку) кожної лабораторної роботи - (-10) балів за одну роботу.

3. Розрахунок шкали рейтингу
3.1. Бали й оцінки (R) за роботу протягом семестру
Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру становить:
RС = 85 + 15 + 120 +60 +65 = 345 балів
Необхідною умовою одержання позитивної оцінки на заліку, що проводиться на останньому практичному занятті - R(170.
Попередні оцінки доводять до студентів відповідно до табл. 3.1:
Таблиця 3.1
R
Оцінка ECTS
Традиційна оцінка

345...330
А
відмінно

330...290
В

добре


290...260
С


260...220
D

задовільно


220...205
Е


205.. 170
Fx
незадовільно

R < 170
F
не допуск


Студенти, які мають 170(R(205, зобов'язані пройти семестрову атестацію на останньому занятті. Студенти, які мають R<170 і не допущені до заліку, повинні його підвищити до R(170 у строк за один тиждень, і зобов'язані пройти семестрову атестацію після здачі іспитів. У противному випадку студенти по-колишньому залишаються не допущеними до заліку й питання про їхнє подальше перебування в стінах інституту виноситься на комісію.
Семестрову атестацію проходять також і ті студенти, які побажають підвищити свою позитивну оцінку.

3.2. Критерії оцінювання семестрової атестації (RE)
Залік проводиться в письмовій формі. Квиток на семестрову атестацію містить два питання й завдання. По програмі дисципліни можуть задаватися також два додаткових питання.
Кількість балів для оцінювання семестрової атестації (RE) визначається з наступного співвідношення


0,3
RE = RC -----------.
1 – 0,3
Таким чином, максимальна кількість балів за семестрову атестацію дорівнює 150, у тому числі:
максимальна кількість балів за відповідь на перше питання квитка - 65;
максимальна кількість балів за відповідь на друге питання квитка - 45;
максимальна кількість балів за правильно вирішене завдання - 40;
максимальна кількість балів за відповідь на одне додаткове питання - 15.

Критерії оцінювання:

Відповідь на перше (друге) питання квитка (повна відповідь - 65 (45) балів):
повна й докладна відповідь на питання, у якому присутні всі висновки аналітичних залежностей і наведені базові визначення й формулювання. - 65 (45) балів;
відповідь на питання, у якому присутні не всі висновки аналітичних залежностей (не більше однієї) і/або наведені не всі базові визначення й формулювання (не більше однієї). - 40 (26) балів;
непереконлива відповідь на питання, у якому присутні не всі висновки аналітичних залежностей (не більше двох), і/або наведені не всі базові визначення й формулювання (не більше двох). Наявність помилок (не більше двох) у висновку аналітичних залежностей і неточностей формулювань базових визначень і формулювань ( не більше трьох) - 20 (13) балів;
непереконлива відповідь на питання, у якому є присутнім менше половини, але більше третьої частини аналітичних залежностей, і наведені не всі базові визначення й формулювання менше половини, але більше третин частини. Наявність помилок ( більше трьох) у висновку аналітичних залежностей і неточностей формулювань базових визначень і формулювань ( не більше п'яти) - 9 (5) балів;
відсутня правильна відповідь на питання або при відсутності правильної відповіді на питання, у якому є присутнім менше третьої частини аналітичних залежностей, і наведені не всі базові визначення й формулювання (менше третини). Зміст аналітичних залежностей і наведених базових визначень не підтверджується студентом при підведенні підсумків заліку й завданні додаткових питань (не більше двох) - 0 балів;
Відповідь на додаткове питання:
повна відповідь - 15 балів;
неповна відповідь на додаткове питання - 5-10 балів (залежно від повноти відповіді);
відсутність відповіді на додаткове питання - 0 балів.

Розв’язання задач:
повни й вірний розв’язок задачі (отримана правильна повна відповідь) з акуратним оформленням розрахунків - 40 балів;
неповний, але вірний розв’язок задачі (отриманий правильний, але не повна відповідь), можливі незначніше неточності, неакуратність оформлення розрахунків або присутність неоптимального розв’язку - 25 балів;
невірний розв’язок (отримана не правильна відповідь або відповіді зовсім немає), але хід розв’язання правильний, можливо неоптимальний - 15 балів;
відсутність розв’язку взагалі або невірний розв’язок задачі (отримані неправильна відповідь або відповіді зовсім немає), хід розв’язання неправильний - 0 балів.

3.3. Занесення рейтингової оцінки в
залікову відомість
Для студентів, які не побажали підвищувати свою попередню оцінку, проставляється остаточна оцінка заліку, що збігає з попередньою оцінкою, отримана на передостанньому занятті.
Для студентів, які проходять семестрову атестацію, ураховується рейтинг, досягнутий у семестрі R і результати семестрової атестації RE .
Остаточна оцінка заліку проставляється згідно табл. 3.2.
Таблиця 3.2
RD = R +RE

RD, (%)

Оцінка ECTS
Традиційна оцінка
Традиційна залікова оцінка

345 +150 = 495470
70+30=10095
А
відмінно



зараховано

330 +140 = 470420
67+28=9585
В

добре



290 +130 = 420360
59+26=8573
С



260 +100 = 360295
53+20=7360
D

задовільно



220 + 75 = 295280
48+15=6056
Е



RD ( 280
RD<56
Fx
незадовільно
не зараховано

R < 170
R<34
F
не допущений




4. Інформаційно-методичне забезпечення дисципліни.

4.1. Література основна :

Семенов Н.А. Техническая электродинамика. – М., Связь, 1973. – 480 с.
Пименов Ю. В., Вольман В.И, Муравцов А. Д. Техническая электродинамика – М., Радио и связь, 2000 – 536 с.
3. Ліпатов А.О. Пристої НВЧ телекомунікаційних систем.- К.: Політехніка,
2003.- 440с
4. Якорнов Е. А. Техническая электродинамика . Конспект лекций НТУУ
“КПИ”, 2001 – 322 с.

4.2. Література додаткова:

5. Ильченко М.Е., Трубин А.А. Электродинамика диэлектрических резонаторов. К.:
Технiка, 2004.-266 с.
6. Ильченко М.Е., Трубин А.А. Теория диэлектрических резонаторов. К.:
Либидь, 1993.-214 с.
7. Диэлектрические резонаторы./Под ред. М. Е. Ильченко.-М.:Радио и связь,1989.-327 с.
8. Микроволновые технологии в телекоммуникационных системах./ В.П. Бабак, Т.Н.
Нарытник, М. Е. Ильченко, С. А. Кравчук. К.: Технiка, 2000.-298 с.
9. Интегральные устройства СВЧ телекоммуникационных систем ./ М.Е.Ильченко,
А.А.Липатов, Н.Н.Могильченко, Т.Н.Нарытник, А.А.Савельев, Ю.И.Якименко -К.:
Технiка,1998.-110 с.
10. Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. – М., Связь,
1971. – 487 с.
11. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Высшая
школа, 1992. – 416 с.
12. Бова Н.Т., Резников Г.Б. Антенны и устройства СВЧ. – Вища школа, 1977. –
260 с.
13. Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.,: Горячая
линия -Телеком, 2003. – 558 с.
14. Сборник задач по курсу “Электродинамика и распространение радиоволн” /
Под ред. С.И. Баскакова. - М.: Высшая школа, 1981. – 208 с.
15. Якорнов Е. А. Методические указания по выполнению лабораторных работ
кредитного модуля 1 «Электродинамика» по дисциплине “Техническая
электродинамика и распространение радиоволн” (на магнитных носителях).

5. Підготовка до практичних занять.

При підготовці до занять необхідно:
проробити й законспектувати питання дисципліни, рекомендовані до самостійного вивчення;
добре розібратися й вивчити питання, що виносяться на заняття;
розв’язати рекомендовані до заняття задачі до модульної контрольної роботи й задачі до тем);
розібратися з додатковими (рейтинговими) завданнями.

Тема 1.1. Основи теорії ЕМП.

ПЗ.1. Перша година.
Основні рівняння електродинаміки [1, c. 1579; 98123] [2, c. 689;]; [4, с. 346]; [5, с.87132] та плоскі ЕМХ в однорідних ізотропних середовищах [2, с. 170218; ]; [4, с. 4677] (перша година).
Основні рівняння ЕМП в дифиринціальній та інтегральній формах, їх фізична сущність.
Граничні умови для векторів ЕМП.
Баланс енергії ЕМП для активного и пасивного об’ємів. Передача електромагнітної енергії.
ЕМХ і їх класифікація. Параметри ЕМХ.
Особливості розповсюдження плоских ЕМХ у різних середовищах. Поверхневий ефект, його від’ємні і додатні сторони, використання в техниці НВЧ.
Поляризація плоских ЕМХ.
Решить задачи №№ 8, 9, 15, 17, 19, 27 (див. задачи по теме 1.1 у дод. 1).
Друга година.
Модульна контрольна робота (частина перша згідно теми 1.1, питання та задачі див. дод.1)

Завдання на самостійну роботу – повторити матеріал другого заняття.

Тема 1.2. ЕМХ у напрямляючих структурах.

ПЗ.2. Перша година.
Параметри ЕМХ у напрямляючих структурах [1, с. 153251]; [2, с. 247335]; [3, с. 1669]; [4, с. 98185].
, характеристика режимів у лініях передачі [1, с. 178187]; [2, с.357376]; [4, с. 201230; 242247] та іх узгодження. [2, с. 376389]; [3, с. 3941]; [4, с. 247262].
Постійна поширення для робочого діапазону хвиль та діапазону відсічки у хвилеводах без втрат.
Параметри ЕМХ у хвилеводах без втрат.
3. Основна хвиля прямокутного, круглого та коаксіального хвилеводів:
структура ЕМП, гранична потужність, розрахунок розмірів
поперечного січення і робочого діапазону, використання.
4. Режими у ЛП.
5. Узкополосне узгодження.
6. Решить задачи №№ 2, 4, 15, 25, 42, 43 (див. задачи по теме 1.2 у дод. 2).

Друга година.
Модульна контрольна робота (частина друга згідно теми 1.2, питання та задачі див. дод.2)

Завдання на самостійну роботу – повторити матеріал третього заняття

Увага всім і старостам груп особливо !!!

Ознайомитися із завданням на домашню контрольну роботу (є в електронному виді) і кожному отримати свій варіант.

Тема 1.3. Випромінювання електромагнітних хвиль.

ПЗ.3. Перша година.
Поле випромінювання електричного і магнітного діполей [1, c. 123153]; [2, с. 137170; 218247]; [4, с. 263306].
Поняття про елементарні випромінювачі.
Основні свойства поля випромінювання елементарних випромінювачей в далекій зоні.
Характеристика напрямленості і діаграма напрямленості електричного та магнітного полів.
Потужність випромінювання та опір випромінювання електричного та магнітного діполей.
Вирішиння задач на полі випромінювання та розрахунок параметрів электричного і магнітного діполей.
Решить задачи №№ 1, 2, 3, 4, 5, 6 (див. задачи по теме 1.3 у дод. 3).
Друга година.
Модульна контрольна робота (частина третя згідно теми 1.3, питання та задачі див. дод.3).

Завдання на самостійну роботу – повторити матеріал усіх трех тем.
* * *

ПЗ.4. Перша година.
Залік. (Увага !!! Виділені курсивом у додатках 1, 2 і 3 питання та задачі включені в залікові квитки).
Друга година.
Перевірка результатів письмової залікової роботи і виставлення оцінки згідно з методикою ЕСТS.

6. ЛАБОРАТОРНІ ЗАНЯТТЯ.

При підготовці до кожного лабораторного заняття необхідно:

А. Вивчити рекомендовану літературу й відповісти на контрольні питання (див. опис до кожної роботи).
Б. Вирішити рекомендовані завдання.
В. Накреслити принципову схему лабораторної установки по відомій структурній.
Г. Вивчити апаратуру, використовувану в лабораторній установці, порядок роботи з нею, правила техніки безпеки.


Правила
техніки безпеки при виконанні лабораторних робіт

Вивчити лабораторну установку й твердо знати, які деталі, проводи й інші елементи перебувають під небезпечною напругою.
Перед ввімкненням необхідно переконатися в їхній справності, перевірити правильність і надійність підключення кабелів, підключення контуру заземлення.
Забороняється:
вмикати лабораторну установку без дозволу викладачів;
порушувати встановлений порядок ввімкнення апаратури;
доторкатися до струмонесучих частин блоків;
розкривати апаратуру, знімати захисні екрани, огородження, робити який-небудь ремонт;
Дивитися усередину відкритого кінця хвилеводу або рупора при ввімкненному НВЧ генераторі;
робити які-небудь зміни в схемах і монтажі лабораторних установок при ввімкненному живленні;
відключати досліджувані елементи НВЧ трактів при включеному генераторі;
користуватися несправним електроустаткуванням і інструментом.
Під час лабораторного заняття необхідно:

А. Перед початком експерименту вписати в журналі звіту типи й номери приладів, використовуваних у даній лабораторній установці.
Б. Після проведення досліджень представити викладачеві його результати й прагнути оформити індивідуальний звіт про лабораторну роботу.
В. При знаходженні в лабораторії, дотримуватися правил техніки безпеки, дбайливо ставитися до лабораторних установок, вимірювальній апаратурі й іншому обладнанню, включаючи меблі й інтер'єр лабораторії.
* * *
Залік по лабораторній роботі складається із трьох обов'язкових складових:
позитивна оцінка по письмовому (усному) контролю підготовки до роботи;
особиста участь кожного студента у виконанні досліджень;
оформлені індивідуальні звіти по кожній лабораторній роботі.

Перелік лабораторних робіт

Тема 1.1.
ЛР.1. Дослідження густини потоку енергії електромагнітного поля та законів відображення та переломлння плоских хвиль.
Завдання на самостійну роботу – оформити звіт по роботі у відповідності з вимогами [15] та підготуватися до обміркування висновків.

ЛР.2. Дослідження поляризаційних характеристик плоских хвиль.
Завдання на самостійну роботу – оформити звіт по роботі у відповідності з вимогами [15] та підготуватися до обміркування висновків.

Тема 1.2.

ЛР.3. Дослідження електромагнітног поля у прямокутному хвилеводі.
Завдання на самостійну роботу – оформити звіт по роботі у відповідності з вимогами [15] та підготуватися до обміркування висновків.

ЛР.4. Дослідження режимів роботи передавальної лінії.
Завдання на самостійну роботу – оформити звіт по роботі у відповідності з вимогами [15] та підготуватися до обміркування висновків.

ЛР.5. Узгодження передавадьних ліній з навантаженням.
Завдання на самостійну роботу – оформити звіт по роботі у відповідності з вимогами [15] та підготуватися до обміркування висновків.

Тема 1.3.
ЛР.6. Дослідження діаграм спрямованості елементарних випромінювачів і відображення плоских хвиль від екрана.
Завдання на самостійну роботу – оформити звіт по роботі у відповідності з вимогами [15] та підготуватися до обміркування висновків.


Додаток 1
П.1.2. Питання до модульної контрольної роботи (частина 1).

Тема 1.1. Основи теорії електромагнітного поля.

Особливості ЕМП і радіотехнічної апаратури в діапазоні НВЧ. Використання даного діапазону в телекомунікаційних системах.
Величини, що характеризують джерела електромагнітного поля. Сторонні джерела.
Задачі №4,5,6.
Величини, що характеризують власне електромагнітне поле, що характеризує середовище. Класифікація середовищ.
Основні рівняння ЕМП у диференціальній формі. Вивід інтегральної форми рівнянь. Фізичний зміст рівнянь. Задачі №№ 1, 8, 11.
Перестановочна подвійність рівнянь Максвелла.
Рівняння нерозривностей ліній струму й закону збереження заряду. Фізичний зміст цих рівнянь.
Закон Ома в диференціальній формі для пасивного й активного об'єму.
Граничні умови для електричного поля, їхній фізичний зміст. Задача №9.
Граничні умови для магнітного поля, їхній фізичний зміст. Задача №10.
Комплексні вектори ЕМП, область їхнього застосування. Основні рівняння ЕМП у комплексній формі. Задача №2.
Вивід теореми Умова-Пойнтинга. Фізична сутність теореми і її складових. Задача №3.
Вектор Пойнтинга, його фізичний зміст. Передача ЕМЕ вільними й напрямленими ЕМХ. Задача №12.
Вивід хвильових рівнянь для Е и Н. Фізичний зміст, переваги й недоліки даного методу розрахунку ЕМП.
Розрахунок ЕМП за допомогою електродинамічних потенціалів: методика розрахунку, хвильові рівняння, переваги й недоліки даного методу. Вектора Герца.
Хвильовий електромагнітний процес, час запізнювання електромагнітних обурень.
Класифікація ЕМХ.
Параметри ЕМХ. Задачі №№ 13, 14.
Комплексна діелектрична проникність: вивід виразу, фізична сутність. Класифікація середовищ на НВЧ. Задача № 22.
Розрахунок ЕМП плоскої ЕМХ у середовищі із втратами.
Вивід виразу для постійної поширення плоскої ЕМХ у середовищі із втратами. Аналіз виразів, їхня особливість для реальних діелектриків і провідників.
Вивід виразу для характеристичного опору плоскої ЕМХ у середовищі із втратами. Аналіз отриманих співвідношень.
Фазова й групова швидкості, швидкість переносу енергії плоскої ЕМХ у середовищі із втратами.
Особливості поширення плоских ЕМХ в ідеальному й реальному діелектриках. Задача №№ 17, 18.
Особливості поширення плоских ЕМХ у напівпровідних середовищах. Задача № 22.
Поширення плоских ЕМХ у провідниках: параметри ЕМХ, поверхневий ефект. Задача №№ 20, 21, 23.
Поляризація ЕМХ. Коефіцієнт і кут поляризації.
Лінійна поляризація ЕМХ.
Кругова й еліптична поляризації ЕМХ.
Відбиття й переломлення плоских ЕМХ при різних поляризаціях.
Відбиття плоских ЕМХ від границь розділу ідеальний діелектрик-провідник. Поверхневий опір провідника.
Фізичні процеси в намагніченому фериті: прецесія електронів. Феромагнітний резонанс при поширенні ЕМХ у фериті.
Рівняння Максвелла для намагніченого феритового середовища.
Поширення плоских ЕМХ у подовжньо намагніченому фериті. Задача № 29.
Ефект Фарадея. Задача № 27.
Звичайна хвиля в поперечно намагніченому фериті.
Незвичайна хвиля в поперечно намагніченому фериті.
Особливості поширення плоскої ЕМХ у поперечно намагніченому фериті. Ефект Коттона-Мутона. Подвійна променезаломлюваність. Задача № 28.
Іоносфера як окремий випадок анізотропної плазми
Тензор діелектричної проникності анізотропної іоносфери.
Вплив магнітного поля землі на поширення радіохвиль в іоносфері.

П.1.2. Задачі до модульної контрольної роботи (задачі до теми 1.1).

У повітрі існує гармонійне ЕМП. Миттєве значення напруженості електричного поля в точці спостереження дорівнює: 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте щільність струму зсуву в даній точці на частоті 10 Ггц.
У деякій точці простору комплексні амплітуди векторів ЕМП рівні: 13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415 . Визначте миттєві значення векторів у заданій точці в момент часу t=0,1,2 c на частоті 3 Ггц.
Радіоактивна хмара ядерного вибуху, що має площу 13 EMBED Equation.3 1415, розташовується на висоті 2 км від поверхні землі. Між хмарою й землею утворилося постійне електричне поле з однаковою у всіх точках напруженістю 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте енергію поля.
По круглому проводу радіусом 4 мм протікає струм, об'ємна щільність якого змінюється уздовж радіуса за законом 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте величину струму в провіднику.
Заряджена металева куля радіусом 50 мм заповнений повітрям. Визначте величину кулі, при якій відбудеться електричний пробій повітря. При розрахунку думати, що гранична напруженість електричного поля, що витримує сухе повітря, дорівнює 30 кВ/см.
Діелектрична куля радіусом 400 мм заряджений рівномірно із щільністю 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте величину заряду кулі.
Поверхня діелектричної відокремленої кулі радіусом 100 мм заряджена рівномірно із щільністю 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте напруженість електричного поля в точках на відстані 50 і 500 мм від центра кулі. Куля розташована в ідеальному однорідному ізотропному діелектрику з параметрами 13 EMBED Equation.3 1415.
Відокремлена діелектрична куля (13 EMBED Equation.3 1415 ) радіусом 500 мм заряджений із щільністю 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте напруженість електричного поля в точках на відс
·танях 300 і 600 мм від центра кулі. Куля перебуває в повітрі.
На границі розділу двох ідеальних діелектриків (13 EMBED Equation.3 1415 ) електричного заряду немає. Визначите напруженість електричного поля на границі розділу в другому середовищі, якщо в першому середовищі вектор 13 EMBED Equation.3 1415 спрямований під кутом 45 градусів до границі розділу, а його величина дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415. Як спрямований вектор Е в другому середовищі?
На границі розділу двох середовищ (13 EMBED Equation.3 1415 ) поверхневий струм відсутній. У першому середовищі на границі розділу вектор Н спрямований до неї під кутом 30 градусів, а його величина дорівнює 6А/м. Визначте величину й напрямок вектора напруженості магнітного поля на границі розділу в другому середовищі, якщо 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415, а відношення 13 EMBED Equation.3 1415дорівнює 1,5.
По прямолінійному мідному круглому проводі діаметром 4 мм тече постійний струм величиною 1 А. Визначте напруженість електричного поля на поверхні проводу й напруженість магнітного поля в точках, віддалених від осі на 1,5мм і 10 мм. Провідність міді 13 EMBED Equation.3 1415.
По двопроводній лінії з радіусом проводу 3 мм і напруженістю електричного поля між провідниками Е=15мВ/м протікає струм НВЧ, рівний 2А. Визначте величину й напрямок вектора Пойнтинга в точках, що відстоять від центру проводу на відстані 0,2; 3,0 і 10,0 мм, а також потужність втрат у лінії на 100 м довжини. Провід виконане з міді з питомою електричною провідністю 13 EMBED Equation.3 1415.
Електромагнітна хвиля із частотою 1 Мгц поширюється в діелектрику з відносною діелектричною проникністю, рівною 3,2. Визначте фазову швидкість, довжину хвилі й коефіцієнт фази ЕМХ.
Радіолокаційна станція опромінює літак, що перебуває від неї на відстані 100 км. Через який проміжок часу з моменту випромінювання ЕМХ буде прийнятий відбитий від цілі сигнал, якщо частота сигналу 3 Ггц? Визначте довжину хвилі й коефіцієнт фази ЕМХ.
Визначте характер провідності сухого ґрунту й морської води на частотах 1 МГц і 10 ГГц. Параметри сухого ґрунту: 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415; морської води: 13 EMBED Equation.3 1415.
Сферична ЕМХ поширюється в середовищі з параметрами 13 EMBED Equation.3 1415. Середнє за період значення вектора Пойнтинга в деякій точці дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте амплітуди електричного й магнітного полів у цій точці.
Плоска однорідна ЕМХ поширюється в ідеальному діелектрику з параметрами 13 EMBED Equation.3 1415. Середнє за період значення щільності потоку потужності дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415. Визначте амплітуди електричного й магнітного полів.
В ідеальному діелектрику з параметрами 13 EMBED Equation.3 1415 поширюється плоска однорідна ЕМХ із амплітудою напруженості електричного поля, рівною 8,2 В/м, і частотою 300 Мгц. Розрахуйте амплітуду напруженості магнітного поля, середнє за період значення щільності потоку потужності, довжину хвилі й швидкість перенесення енергії.
Плоска ЕМХ проникає з повітря в морську соду з параметрами 13 EMBED Equation.3 1415. Частота коливань дорівнює 1 Мгц. Визначте коефіцієнти загасання й фази, фазову швидкість і довжину хвилі в морській воді, а також глибину проникнення. Як змінилася фазова швидкість і довжина хвилі в морській воді в порівнянні з повітрям?
Визначте глибину проникнення ЕМХ у мідь із питомою електричною провідністю, рівною 13 EMBED Equation.3 1415, на частоті 3 ГГц. Як зміниться глибина проникнення при частоті 200 Мгц?
Плоска ЕМХ проникає з повітря в латунь (13 EMBED Equation.3 1415 ). Визначте глибину проникнення й довжину хвилі в латуні, якщо довжина хвилі в повітрі 10 см. У скільки разів зменшиться амплітуда хвилі на глибині 0,02 мм у порівнянні з амплітудою на поверхні латуні?
Плоска ЕМХ поширюється в середовищі з параметрами 13 EMBED Equation.3 1415. Частота коливань дорівнює 1 Мгц. Визначите коефіцієнти загасання й фази, фазову швидкість і довжину хвилі.
Мідний екран служить для захисту приладу від впливу зовнішніх ЕМП. Якою повинна бути товщина екрана, якщо на частоті 1ГГц при нормальному падінні плоскої хвилі напруженість електричного поля повинна зменшаться в 13 EMBED Equation.3 1415 разів. Питома електрична провідність міді дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415.
Визначте поверхневий опір мідного провідника на частоті 3 ГГц. Питома електрична провідність міді дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415.
Підводний човен перебуває на глибині 50м і на відстані 1000 км від своєї бази. Визначте діапазон частот, у якому може здійснюватися стійкий радіозв'язок між човном і базою, якщо амплітуда електричного поля на вході антени підводного човна повинна бути не менше 2 мВ/м. Потужність передавача бази 1МВт; провідність повітря дорівнює 13 EMBED Equation.3 1415См/м, а води 3 См/м; відносна діелектрична проникність повітря дорівнює 1, а води-81; відносні магнітні проникності обох середовищ рівні 1.
Плоска лінійно-поляризована ЕМХ поширюється в повітрі й падає на ідеально провідну плоску поверхню. Вектор напруженості електричного поля хвилі паралельний поверхні. Розрахуйте відстані між площинами мінімумів амплітуд напруженості електричного поля при різних кутах падіння ЕМХ і побудуйте графік. Кут падіння необхідно змінювати від 0 до 90 градусів з дискретністю 10 градусів. Визначите мінімальну й максимальну амплітуди напруженості інтерференційного електричного поля. Частота коливань дорівнює 10 ГГц, середнє за період значення щільності потоку енергії падаючої хвилі - 13 EMBED Equation.3 1415.
Плоска лінійно поляризована ЕМХ поширюється в подовжньо намагніченому фериті, складові тензора магнітної проникності якого рівні 13 EMBED Equation.3 1415. Відносна діелектрична проникність дорівнює 10, частота коливань 3 Ггц. Напрямок поширення збігається з напрямком підмагнічуючого поля. На який кут і в якому напрямку повернеться площина поляризації ЕМХ при проходженні відстані 20 мм?
Плоска ЕМХ із частотою 1 ГГц поширюється в поперечно намагніченому феритовому середовищі. Складові тензора магнітної проникності рівні 13 EMBED Equation.3 1415. Відносна діелектрична проникність фериту дорівнює 9. Визначте фазові швидкості звичайної й незвичайної хвиль і різницю фаз цих хвиль при проходженні відстані 100 мм.
Складові тензора магнітної проникності подовжньо намагніченого феритового середовища рівні 13 EMBED Equation.3 1415. Розрахуйте фазові швидкості хвиль із круговою поляризацією лівого й правого обертання, що поширюються в даному середовищі, якщо частота ЕМХ дорівнює 2 Ггц, а відносна діелектрична проникність дорівнює 8.














Додаток 2

П.2.1. Питання до модульної контрольної роботи (частина 2).

Тема 1.2. ЕМХ у спрямовуючих структурах

Класифікація хвилеводів.
Методика розрахунку ЕМП у регулярному однорідному хвилеводі. Вивід мембранних рівнянь.
Визначення поперечних складових ЕМП у хвилеводі.
Граничні умови для ЕМП у регулярному однорідному хвилеводі без втрат.
Вивід виразів для постійної поширення Т- і Е-, Н- хвиль у хвилеводі в робочому діапазоні частот. Фізичний зміст постійної поширення.
Вивід виразів для постійної поширення Е- і Н- хвиль у хвилеводі в діапазоні відсічення. Фізичний зміст постійної поширення. Задача №2.
Критична частота, основний і вищий типи хвиль у хвилеводі. Задача №1.
Умови поширення Т- і Е-, Н- хвиль у хвилеводі. Робочий діапазон і діапазон відсічення хвилеводу. Задача №4,5.
Вивід виразу для характеристичного опору Т- і Е-, Н- хвиль у хвилеводі в робочому діапазоні й у діапазоні відсічення. Аналіз виразу. Задача №3.
Фазова й групова швидкості, швидкість перенесення енергії у хвилеводі для Т- і Е-, Н- хвиль: вивід виразу і їхній аналіз.
Фазова швидкість і довжина хвилі у хвилеводі.
Вивід виразів для потужності, стерпною хвилею по хвилеводу. Гранична й припустима потужності хвилеводу.
Особливості передачі ЕМЕ НВЧ у реальних трактах.
Загасання ЕМХ у реальних хвилеводах. Розрахунок потужності втрат. Задача №6,7.
Структура ЕМП у хвилеводі. Збудження хвилеводів.
Розрахунок поздовжніх складових ЕМП Е- хвиль у прямокутному хвилеводі.
Розрахунок поздовжніх складових ЕМП Н- хвиль у прямокутному хвилеводі.
Розрахунок поперечних складових ЕМП Е- хвиль у прямокутному хвилеводі.
Розрахунок поперечних складових ЕМП Н- хвиль у прямокутному хвилеводі.
Загальні властивості ЕМХ у прямокутному хвилеводі. Задача №9.
Діаграма (спектр) типів хвиль прямокутного хвилеводу. Задача №8.
Складові ЕМП основної хвилі прямокутного хвилеводу.
Структура ЕМП основної хвилі прямокутного хвилеводу.
Поверхневі струми в прямокутному хвилеводі при розповсюдженні основної хвилі. Випромінюючі й невипромінюючі щілини.
Потужність, стерпна основною хвилею прямокутного хвилеводу, гранична й припустима потужності. Задача №11,12.
Загасання основної хвилі в прямокутному хвилеводі. Задача №14.
Вищі типи хвиль у прямокутному хвилеводі, структура їх ЕМП. Задача №10,13.
Застосування прямокутного хвилеводу в трактах РЕЗ, розрахунок розмірів хвилеводу. Переваги й недоліки. Задача №15.
П- і Н- образні хвилеводи, їхні переваги й недоліки, застосування.
Розрахунок ЕМП у круглому хвилеводі.
Загальні властивості ЕМХ у круглому хвилеводі. Задача №18,20.
Діаграма типів хвиль круглого хвилеводу. Задача №17.
Основна хвиля круглого хвилеводу, її складові, структура ЕМП, параметри, застосування. Задача №16.
Хвиля 13 EMBED Equation.3 1415 в круглому хвилеводі, структура її ЕМП, параметри, застосування. Задача №21.
Хвиля 13 EMBED Equation.3 1415 в круглому хвилеводі, параметри, застосування.
Застосування круглого хвилеводу в трактах РЕЗ. Розрахунок радіуса хвилеводу. Задача №19.
Еліптичні хвилеводи, ЕМХ у них, переваги й недоліки, застосування в РРЛ зв'язку.
Класифікація, конструкція коаксіальних хвилеводів.
Основна хвиля в коаксіальному хвилеводі, складові й структура її ЕМП, властивості, параметри.
Застосування коаксіальних хвилеводів у трактах РЕЗ. Розрахунок розмірів хвилеводу, переваги й недоліки. Задача №22.
Полоскові хвилеводи, класифікація, устрій, переваги й недоліки, застосування. Задача №23,24.
Зчленування коаксіальних хвилеводів із прямокутними й полосковими (трансформатор типів хвиль).
Зчленування прямокутного хвилеводу із круглим, П- і Н- образним.
Лінії передачі з поверхневими хвилями.
Поняття про лінії передачі оптичного діапазону.
Представлення хвилеводу еквівалентної двопровідної лінії передачі. Хвильовий опір. Поняття про аналіз і синтез пристроїв НВЧ.
Телеграфні рівняння для Т- хвилі двопровідної лінії передачі і їхнє розв'язання.
Параметри, що характеризують режим у хвилеводі; визначення, властивості, взаємозв'язок.
Вхідний опір лінії передачі, його визначення, вивід і властивості. Задача №26,30.
Кругова номограма повних опорів (провідностей): призначення, устрій.
Вимірювання параметрів, що характеризують режим у хвилеводному тракті.
Розрахунок опору навантаження методом еквівалентного перерізу. Задача №38,39,40.
Режим біжучих хвиль, його визначення, умови його існування, властивості, застосування.
Режим стоячих хвиль, його визначення, умови існування, властивості, застосування в техніці НВЧ. Задача № 27,32,34.
Режим змішаних хвиль, його визначення, умови існування, властивості, застосування в техніці НВЧ. Задача 30,31,35.
Призначення узгоджуючих пристроїв. Загальні принципи й методи узгодження на НВЧ.
Узгодження хвилеводів за допомогою чвертьхвилевого трансформатора: принцип узгодження, конструкції трансформаторів для різних ліній передачі, методика розрахунку. Задача №42, 44.
Узгодження хвилеводів за допомогою реактивних елементів: принцип узгодження, конструкції, методика розрахунку. Завдання №41, 43, 45, 46.
Широкополосне узгодження, його особливості й способи здійснення. Широкополосний коаксіальний трійник.

П.2.2. Задачі до модульної контрольної роботи (задачі до теми 1.2).

Визначте робочий діапазон частот РЕЗ, у якій застосовується прямокутний хвилевід з розмірами стінок 72х34 мм. По хвилеводу повинна розповсюджуватися тільки основна хвиля, власні числа мембранних рівнянь основної хвилі й першої вищої хвилі відповідно рівні 0,44 і 0,87 рад/см.
У хвилеводі з повітряним діелектриком збуджується хвиля Н, для якої критична довжина 15 см. Розрахувати постійну розповсюдження, характеристичне опір, фазовий швидкість, швидкість перенесення енергії й довжину хвилі у хвилеводі, якщо частота генератора дорівнює 1 і 3 Ггц.
У хвилеводі з повітряним діелектриком на частоті 3 Ггц збуджуються електромагнітні хвилі типу Н, для яких власні числа мембранних рівнянь відповідно рівні 0,436 і 0,924 радий/см. Визначте постійну розповсюдження, характеристичний опір, фазову швидкість і швидкість перенесення енергії для цих хвиль.
По прямокутному хвилеводі розповсюджуються Н- хвилі. Їхні власні числа мембранного рівняння відповідно рівні 0,436; 0,924; 0,872; 1,02 рад/см. Визначте робочий діапазон частот для цих типів хвиль. У якому діапазоні по хвилеводу може розповсюджуватися тільки одна із цих хвиль?
У круглому хвилеводі збуджується Е- хвиля, критична довжина якої дорівнює 2,5 см. Визначте робочий діапазон частот цього типу хвилі. Яке загасання хвилі (у децибелах) на відстані 50мм від місця збудження, якщо частота коливань дорівнює 10 Ггц.
Визначте потужність втрат у стінках хвилеводу довжиною 5м, якщо коефіцієнт загасання дорівнює 0,1 дБ/м, а потужність на вході хвилеводу 500кВт.
На вхід хвилеводу довжиною 4м подається потужність 1МВт. Визначте потужність, що споживається навантаженням, з урахуванням і без урахування втрат, якщо опір навантаження активний і дорівнює 500 Ом, а хвильовий опір хвилеводу - 600 Ом. Коефіцієнт загасання хвилі у хвилеводі дорівнює 0,09 дб/м.
Визначте, які типи хвиль можуть розповсюджуватися по хвилеводу з розмірами 72х34 мм на частотах 2; 3 і 4,8 ГГц.
Розрахуйте амплітуду напруженості електричного поля основної хвилі в перерізі прямокутного хвилеводу з розмірами 72х34мм, розташованого на відстані 20мм від вузької стінки, якщо в погодженому навантаженні виділяється потужність 1,17Мвт. Частота генератора дорівнює 2,8 Ггц. Визначте робочий діапазон частот хвилеводу. Побудуйте графік залежності довжини хвилі у хвилеводі від довжини хвилі в генераторі при наступних значеннях: 9,5; 10; 10,5; 11; 11,5; 12 см.
У прямокутному хвилеводі з розмірами 35х15мм на частоті 6ГГц крім основної хвилі збуджуються вищі хвилі Н20 і Н30. Визначте, на якій відстані від місця збудження загасання цих хвиль буде дорівнює 22дб.
Визначте граничні потужності на границях робочого діапазону прямокутного хвилеводу з розмірами 35х15 мм при повітряному заповненні. Назвіть можливі методи збільшення граничної потужності.
Визначте робочий діапазон частот для хвилеводу з розмірами 48х24 мм і припустиму потужність на середній частоті діапазону при повітряному діелектрику.
Визначте робочий діапазон частот хвилеводу з розмірами 40х20 мм, якщо необхідно, щоб на максимальній частоті коефіцієнт загасання ( хвилі Н20 був дорівнює 4,5 дБ/см.
Розрахуйте потужність втрат у погодженому хвилеводному тракті з розмірами 23х10мм і довжиною 5м на частоті 10 Ггц. Максимальна амплітуда напруженості електричного поля на вході хвилеводу дорівнює 10кВ/см, коефіцієнт загасання поля у хвилеводі - 0,12 дб/см.
Розрахуйте розміри прямокутного хвилеводу, призначеного для передачі енергії на основній хвилі при середній частоті діапазону 2 ГГц. Визначте робочий діапазон частот даного хвилеводу й коефіцієнт загасання найближчої хвилі вищого типу на середній частоті.
Розрахуйте постійну розповсюдження хвилі основного типу в круглому хвилеводі радіусом 33мм, і характеристичний опір, якщо частота коливань дорівнює 3 ГГц.
Визначте типи хвиль, які можуть розповсюджуватися по круглому хвилеводі діаметром 70мм на частоті 4,5 Ггц. Розрахуйте загасання найближчої хвилі, що не розповсюджується, на відстані 50мм від місця збудження.
Розрахуйте постійні розповсюдження хвиль Н11 і Е01, збуджуваних у круглому хвилеводі діаметром 20мм на частоті 10ГГц. Визначте фазову й групову швидкості, характеристичне опір.
Розрахуйте радіус круглого хвилеводу, призначеного для передачі ЕМЕ на основній хвилі при середній частоті діапазону 2ГГц. Визначте робочий діапазон частот даного хвилеводу й коефіцієнт загасання найближчої хвилі вищого типу на середній частоті.
Розрахуйте фазову й групову швидкості, характеристичне опір хвиль Н11 і Е01 у круглому хвилеводі діаметром 30мм, якщо частота коливань дорівнює 8 ГГц.
Розрахуйте припустиму потужність для хвилі Е01 круглого хвилеводу діаметром 26мм на частоті 10 ГГц. Визначте довжину хвилі у хвилеводі й груповій швидкості. Хвилевід заповнений повітрям.
Діаметр внутрішнього проводу коаксіального хвилеводу дорівнює 10мм. Визначте діаметр зовнішнього проводу з умови одержання максимальної електричної міцності. Розрахуйте діапазон частот однохвильового режиму передачі, граничну потужність на середній частоті й хвильовий опір, якщо (=1.
Визначте нижню границю однохвильового режиму симетричної полоскової лінії із хвильовим опором 75 Ом, виконаної на діелектрику ПТ-3 ((=2,84), якщо відстань між заземленими екранами становить 4мм, а товщина внутрішнього провідника дорівнює 0,4мм.
Визначите W і h 50-омної полоскової лінії, виконаної на підставі з кераміки полікор ((=9,6), якщо верхня межа робочого діапазону частот однохвильового режиму дорівнює 24 ГГц.
Коаксіальний хвилевід, діаметри проводів якого рівні 1,37 і 9 мм, має поліетиленовий діелектрик з відносною діелектричною проникністю, рівною 2,25. Опір навантаження активний й дорівнює 80 Ом. Визначте КСХ і довжину хвилі у хвилеводі, а так само опір у перерізах, розташованих на відстані 50 і 100 мм від навантаження. Частота коливань дорівнює 1 ГГц. У хвилеводі поширюється Т - хвиля.
Розрахуйте вхідний опір хвилеводу довжиною 120 мм, якщо він закорочений на кінці. Хвильовий опір дорівнює 100 Ом, а частота коливань - 500 Мгц. Хвилевід заповнений повітрям. У хвилеводі збуджується Т - хвиля.
Відрізок закороченого на кінці коаксіального кабелю використовується як конденсатор. Визначте необхідну довжину відрізка, якщо на частоті 500 МГц величина ємності повинна бути рівною 20 пФ. У кабелі збуджується Т – хвиля. Діаметри проводів кабелю 1,37мм і 9 мм, ізоляція поліетиленова,
·=2.25.
Розрахуйте вхідний опір відрізка повітряної двопроводної лінії довжиною 375 мм із хвильовим опором 50 Ом на частоті 100 МГц, якщо навантаженням є конденсатор з ємністю 45,5 пФ.
Коаксіальний хвилевід із хвильовим опором 75 Ом навантажений на антену з опором 50 Ом. Відносна діелектрична проникність ізоляції дорівнює 2,25. Визначте КСХ у хвилеводі, а також амплітуду напруги на навантаженні й у перерізах мінімумів і максимумів, якщо амплітуда напруги падаючої хвилі дорівнює 100 В. Чому дорівнює довжина хвилі, фазова швидкість і швидкість перенесення енергії, якщо у хвилеводі розповсюджується Т - хвиля? Частота коливань дорівнює 200 Мгц.
Лінія передачі довжиною 2,52 м з повітряним діелектриком має хвильовий опір 75 Ом. Опір навантаження на частоті 500 МГц дорівнює (100+j75) Ом. Визначте вхідний опір лінії, КБХ, КСХ, модуль коефіцієнта відбиття, а також відстань від навантаження до найближчих перерізів мінімуму й максимуму напруг і величину опорів у цих перерізах. Енергія передаються Т - хвилею.
Вхідний опір відрізка хвилеводу з повітряним діелектриком на частоті 2,5 Ггц дорівнює 200 Ом. Визначте провідність і опір навантаження, якщо довжина
хвилеводу дорівнює 250 мм, а його хвильовий опір - 400 Ом. У хвилеводі розповсюджується Н - хвиля, її критична довжина 15 див.
Визначте вхідний опір і провідність відрізка коаксіального хвилеводу довжиною 150 мм із хвильовим опором 50 Ом при розімкнутому й закороченому кінці. Ізоляція поліетиленова з відносною діелектричною проникністю, рівною 2,25. У хвилеводі поширюється Т - хвиля із частотою коливань 80 Мгц.
Коаксіальний хвилевід з повітряним діелектриком і хвильовим опором 75 Ом навантажений на індуктивний опір L=0.2
·
·
·
·6 Гн. Розрахуйте вхідний опір хвилеводу на частоті 400 МГц, якщо його довжина дорівнює 100 мм. У хвилеводі збуджується Т - хвиля.
Закорочений на кінці відрізок коаксіального кабелю із хвильовим опором 50 Ом і поліетиленовою ізоляцією (
·=2,25) використовуються як індуктивність. Визначте мінімальну довжину відрізка, якщо на частоті 600 Мгц його вхідний опір повинне бути дорівнює 10 Ом. Яка величина індуктивності на вході кабелю при заданій частоті? У кабелі збуджується Т - хвиля.
Розрахуйте вхідний опір і провідність коаксіальної лінії довжиною 4,67м з розмірами 2b=1.37, 2a=9.6 мм і поліетиленовою ізоляцією (
·
·2,25). Опір навантаження на частоті 176 МГц дорівнює ( 140-j30) Ом. У лінії розповсюджується Т - хвиля.
Розрахуйте потужність, що споживається навантаженням, якщо довжина лінії передачі із хвильовим опором 100 Ом дорівнює 2,5 м, а опір навантаження – (200+j80) Ом. Коефіцієнт загасання дорівнює 0,1 дб/м. Генератор віддає в лінію потужність 100кВт.
Генератор, що працює на частоті 280 МГц, з'єднаний з антеною кабелем РК- 75-4-16 (
·
·2,25) довжиною 2 м. Визначте вхідну провідність антени, КСХ і модуль коефіцієнта відбиття в тракті, якщо його вхідний опір дорівнює (260+j45) Ом.
По повітряної двопроводній лінії із хвильовим опором 75 Ом передається ЕМЕ на частоті 200 Мгц. З експериментальних вимірів відомо, що Umin=17 В, Umax=51 В, а при короткому замиканні лінії вузол напруги розташований на відстані 270 мм від перерізу мінімуму убік генератора. Визначте опір і провідність навантаження, опір у перерізах мінімуму й максимуму напруги.
У коаксіальному хвилеводі з повітряним діелектриком розповсюджується Т - хвиля. Діаметри провідників хвилеводу рівні 3,6 і 12,6 мм. За допомогою вимірювальної лінії встановлено, що напруга в перерізі максимуму дорівнює 8 В, а в перерізі мінімуму - 3,48 В, сусідні мінімуми напруги відповідають поділам шкали 14 і 29 мм.
Визначте хвильовий опір хвилеводу, довжину хвилі у хвилеводі, КСХ, КБХ, модуль коефіцієнта відбиття. Розрахуйте опір навантаження хвилеводу, якщо при короткому замиканні кінця вузол напруги відповідає поділові шкали 20 мм. Відлік по шкалі ведеться від навантаження до генератора.
Визначте опір відкритого кінця прямокутного хвилеводу з розмірами 72
·34, якщо з експерименту відомо:
·в=14 см, КСХ=1,5, а переріз мінімуму напруженості електричного поля знаходиться на відстані 3 см від найближчого еквівалентного перерізу убік генератора.
Визначте довжину короткозамкнених узгоджуючи шлейфів, вхідна провідність яких відповідно дорівнює j0.0285, -j0.016 і -j0.0285. Частота узгодження дорівнює 300 Мгц, а хвильовий опір шлейфів - 50 Ом.
Коаксіальна лінія із хвильовим опором 75 Ом і повітряним діелектриком підключена до антени, вхідний опір якої на частоті 300 МГц дорівнює 300 Ом. Розрахуйте чвертьхвилевий трансформатор (lвкл., lтр., aтр.), якщо діаметр внутрішнього провідника коаксіальної лінії дорівнює 2 мм.
Двопроводна повітряна лінія з розмірами поперечного перерізу d=42 мм, а=2 мм навантажена на активний опір 920 Ом. Розрахуйте індуктивний шлейф (lвкл.,B’ш.,lш), що забезпечує узгодження лінії на частоті f=120 Мгц.
Навантаженням хвилеводного тракту розмірами a
·b=23
·10 мм є рупорна антена, вхідний опір якої на частоті 10 ГГц дорівнює ( 580-j300) Ом. Розрахуйте узгоджуючись чвертьхвилевий трансформатор (lвкл., lтр.,
·
·
·aтр, b).
Коаксіальна лінія передачі з повітряним заповненням і хвильовим опором 50 Ом навантажена на антену, вхідна провідність якої дорівнює (0, 0078-0,0186) См/м. Визначте місце включення індуктивного шлейфа і його довжину для частот 1,5 Ггц.
Рупорна антена РЕЗ живиться хвилеводом з розмірами 58
·25 мм (
·
·
·). На робочій частоті 3,75 Ггц КБХ у тракті дорівнює 0,8. Розрахуйте ємнісний узгоджуючий шлейф, включений послідовно (lвкл., хш., lш).

Додаток 3
П.3.1. Питання до модульної контрольної роботи (частина 3).

Поняття про випромінювання як процесу перетворення ЕМП. Визначення елементарних випромінювачів (диполів) і їхні основні типи.
Застосування принципу суперпозиції для визначення поля випромінювання реальних антен.
Визначення поля випромінювання електричного диполя в довільній точці простору, ближній, проміжній і дальній зонах.
Основні властивості поля електричного диполя в ближній і дальній зонах.
Одержання виразів для поля випромінювання магнітного диполя в дальній зоні.
Аналіз властивостей, характеристик і параметрів поля випромінювання магнітного диполя. Порівняння опорів випромінювання електричного й магнітного диполя.
Метод дзеркальних зображень для електричного й магнітного диполів.
Поля випромінювання вертикального й горизонтального диполів, розташованих над ідеально провідною поверхнею.
Типи задач дифракції.
Метод Гюйгенса-Кірхгофа.
Дифракція плоскої хвилі на півплощині й круговому циліндрі.
Постановка задачі про випромінювання з отвору довільної форми в екрані


П.3.2 Задачі до модульної контрольної роботи (задачі до теми 1.3).

Електричний диполь (вібратор) довжиною 300 мм. збуджується струмом із частотою 28 МГц і амплітудою 1,5 А. Визначте амплітуди напруженостей електричного й магнітного полів у вільному просторі (13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 = 1, 13 EMBED Equation.3 1415 = 1) на відстані 10 см і 100 м у напрямку максимального випромінювання.
Амплітуда напруженості електричного поля, створеного елементарним електричним вібратором у повітрі, у напрямку максимального випромінювання на відстані 1 км, дорівнює 200 мкВ/м. Визначте потужність, випромінювану вібратором і опір випромінювання. Відносна довжина вібратора дорівнює 0,02.
Елементарний електричний вібратор довжиною 300мм на частоті 10 МГц випромінює потужність 10 Вт. Визначте амплітуду збуджуючого струму. Яка буде потужність випромінювання, якщо за інших рівних умов частота зменшена в 10 разів? Який повинна бути амплітуда струму у вібраторі, щоб при цьому отримати колишню потужність?
Електричний диполь довжиною 500 мм живиться струмом із частотою 15 МГц і амплітудою 1 А. Визначте амплітуду напруженості електричного диполя в повітрі на відстані 0,1; 1; 10; 50; 1000; 10000 м у напрямку максимального випромінювання.
Визначте потужність, випромінювану вібратором у вільний простір, якщо в дальній зоні на відстані 100 м у напрямку максимального випромінювання амплітуда напруженості магнітного поля дорівнює 1 мА/м.
Елементарний електричний диполь випромінює у вільний простір потужність 150 Вт . Визначте амплітуди векторів напруженості електричного й магнітного полів у точці дальньої зони з координатами r = 5 км, 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415= 20 град.; 13 EMBED Equation.3 1415 = 45 град.13 EMBED Equation.3 1415
Потужність випромінювання електричного диполя дорівнює 200 Вт. Визначте середнє за період вектора Пойнтинга в точці вільного простору з координатами r = 40 км, 13 EMBED Equation.3 1415 = 10 град.; 13 EMBED Equation.3 1415 = 20 град.






















































Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3 Заголовок 4 Заголовок 5 Заголовок 6 Заголовок 7 Заголовок 8 Заголовок 915

Приложенные файлы

  • doc 23533934
    Размер файла: 687 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий