Методические указания к выполнению домашних работ

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ДОМАШНЯЯ РАБОТА №1

Расчет параметров электромагнитной волны круговой поляризации в среде с заданными электродинамическими параметрами.

Постановка задачи и исходные данные для индивидуальных вариантов

Плоская однородная электромагнитная волна правой круговой поляризации распространяется в водной среде в заданном направлении.

Вычислить на заданной частоте её параметры: длину волны, коэффициент фазы, коэффициент затухания в дБ/м, модуль и фазу характеристического сопротивления, фазовую скорость.

Записать в аналитическом виде комплексные амплитуды и мгновенные значения векторов поля этой волны и среднюю за период плотность потока мощности в воздухе.

Номер варианта определяется двумя индексами L и N.

Индекс L принимает значения 0; 25; 50; 75. Индекс N - 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9. Оба индекса определяются по двум последним цифрам номера студенческого билета. Обозначим это число – Х. Индекс L находится через оператор Е выделения целой части следующим образом:

Затем определяется разница (Х - L) и последняя цифра разности равна индексу N. Если разница (Х - L) однозначное число, то оно и составит индекс N.

Например. Х =62, выбирается L =50, разность 62-50=12, отсюда N =2.

Исходные данные к задаче преведены в таблицах.

Индекс варианта L
Проводимость водной среды s(Cм/м)		0.0001	0.01
Координата направления распростране-ния волны	y	х	z	y

Индекс варианта N
Частота	10 кГц	100 кГц	1 МГц	10 МГц	100 МГц	2 ГГц	3 ГГц	5 ГГц	10 ГГц	30 ГГц
Относитель-ная диэлек-трическая проницае-мость водной среды

Относительная магнитная проницаемость водной среды m=1.

Методические указания к выполнению домашних работ

Индивидуальные домашние работы (ДР) являются необходимой составляющей учебного процесса. При выполнении домашнего задания студент должен обратиться к конспекту лекций и учебной литературе, чтобы осознанно определить набор алгоритмов, расчетных методов и формул. Каждое задание должно содержать список используемых источников. Литература в списке приводится в порядке использования при выполнении задания.

Для получения необходимой точности промежуточные и конечные результаты расчета должны содержать не менее четырех значащих цифр. При выполнении расчетов в формулы должны быть в явном виде поставлены числовые значения используемых величин. Все физические величины должны иметь названия с указанием их размерности.

Индивидуальные домашние работы представлены по основным разделам дисциплины «Теория волновых процессов». Это следующие практически значимые разделы: расчет параметров электромагнитных волн (ДР1) и акустических волн (ДР2), распространяющихся в различных средах; волновые явления на границе воздуха с проводником, вычисление энергии, теряемой на заданной площади проводника (ДР3).

Домашние работы помимо расчетов включают в себя аналитическую запись волновых процессов в заданных условиях и плотности потока мощности, переносимой волной.

При расчете параметров электромагнитных волн в заданной среде (ДР1) необходимо вычислить тангенс угла диэлектрических потерь на заданной частоте. По его величине в ряде вариантов можно будет воспользоваться упрощенными формулами в диэлектрических средах с малыми потерями или хорошо проводящих средах. При аналитической записи электромагнитной волны круговой поляризации воспользуйтесь записью магнитного поля через электрическое поле и характеристическое сопротивление. Учтите, что из четырех поперечных к направлению распространения компонент векторов поля, один компонент имеет знак минус. Используя аналитическую запись волны, покажите в прямоугольной системе координат, что вектор напряженности электрического поля вращается в сторону отстающей по фазе составляющей при заданной поляризации. При аналитической записи средней за период колебаний плотности потока мощности учтите, что эта величина всегда положительная. Обратите внимание на существенный момент, испытывает ли затухание данная волна в заданной среде (ДР1, ДР2). При вычислении энергии, теряемой на заданной площади проводника (ДР3), воспользуйтесь темой «Приближенные граничные условия Леонтовича. Мощность потерь в проводниках».

Каждое домашнее задание должно быть написано и оформлено грамотно и аккуратно с обязательным титульным листом (прилагается).

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Институт радиоэлектроники и информационных технологий – РТФ

Кафедра «Высокочастотные средства радиосвязи и телевидения»

Дата добавления: 2015-10-13