Загрузка...Количество страниц учебной работы: 8
Учебная работа № /3384. «Контрольная Электромагнитные поля и волны Лабораторная 2
Содержание:
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследование диаграммы направленности элементарных электрического и магнитного излучателей.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСЧЕТА.
1) Элементарный электрический излучатель возбуждён током, амплитуда которого I, а частота f МГц. Определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей в точке, расположенной на расстоянии r [ км ] от него, под углами q 1, q 2, q 3, q 4. Длина излучателя ℓ [ cм ], (см. табл. 1), среда, в которой находится элементарный электрический излучатель, — вакуум.
(e а = e 0 = 8,85 * 10-12 [ Ф / м ], а = 0 = 4 * 10-7 [Гн / м])
2) Используя принцип перестановочной двойственности, определить амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей для элементарного магнитного излучателя, при заданных размерах S, где S – площадь витка (рамки).
Частота [МГц] – 100
Амплитуда тока I [ A] – 1
Расстояние r [ км] – 1
Длина излучателя ℓ[см] – 15
q 10 – 5
q 20 – 35
q 30 – 65
q 40 – 120
S [ см2] – 225
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое элементарный электрический излучатель?
2. Что понимают под элементарным магнитным излучателем?
3. Что такое вектор Пойнтинга?
4. Как определяют направление вектора Пойнтинга?
5. Дать понятие ближней и дальней зон
6. Каковы особенности полей в ближней и дальней зонах?
7. Что такое диаграмма направленности?
8. Что такое мощность и сопротивление излучения?
9. Сформулируйте принцип перестановочной двойственности.
Форма заказа готовой работы
Выдержка из похожей работы
Перед выполнением работы необходимо изучить соответствующий лекционный материал, настоящее описание и, при необходимости, рекомендованную литературу [1, с,57-59; 2, с,60-62; 3, с,158-162; 4, с,139-143; 5, с,180-187],
Краткие теоретические сведения,
В общем случае однородная плоская волна, которая распространяется в направлении оси z, имеет векторы и , лежащие в плоскости xOy фазового фронта, Эти векторы взаимно ортогональны, пропорциональны по величине и образуют с вектором Пойнтинга правую тройку векторов, Положение вектора в плоскости xOy может быть произвольным, Однако, вследствие того, что волна является гармонической с частотой и периодом колебаний , изменяющийся по величине и направлению вектор возвращается каждый период в исходное положение и рисует при этом своим концом на плоскости xOy замкнутую кривую, называемую годографом вектора , Вектор при этом однозначно определяется вектором и, при необходимости, всегда может быть найден,
Поляризация волны определяет закон изменения направления и величины вектора этой волны в данной точке пространства за период колебания, По форме годографа вектора определяют три вида поляризации монохроматических волн: линейная, круговая и эллиптическая,
Рассмотрим вектор , произвольно лежащий в плоскости xOy (рис,1):
, (1)
Рис,1, Вектор напряжённости электрического поля
Мгновенное значение модуля вектора
(2)
Угол вектора с осью x
(3)
Линейно поляризованной называют волну, у которой направление вектора остаётся неизменным с течением времени, Если начальные фазы суммируемых в выражении (1) ортогональных компонент поля совпадают или сдвинуты друг относительно друга на , то результирующая волна будет иметь линейную поляризацию, Действительно, подставив в (1) (где при и при ), имеем
, (4)
причем
, (5)
Из (5) следует, что
, (6)
и что направление колебаний вектора образует с осью x угол , который определяется соотношением
,(7)
и, следовательно, не изменяется с течением времени (рис,2),
Рис,2, Линейно поляризованная волна
Плоскость, проходящую через направление распространения электромагнитной волны и вектор , называют плоскостью поляризации, Плоскость поляризации линейно поляризованной волны не изменяет своего положения с течением времени,
Поляризованной по кругу называют волну, у которой вектор равномерно вращается, описывая за время одного периода своим концом окружность,
Однородная плоская волна с круговой поляризацией получается в результате суперпозиции двух линейно поляризованных волн, имеющих взаимно перпендикулярные векторы с равными амплитудами и сдвигом начальных фаз на ,
Пусть, например, составляющая отстает по фазе:
, (8)
В этом случае согласно (1) имеем:
, »