Порядок виконання роботи та зміст звіту
1. У залежності від типу збуджуємої хвилі ввести у хвилевід збуджуючий зонд вздовж вертикальної осі ( хвиля типу ) або вздовж продольної осі (хвиля типу
).
2. Користуючись виразом (4.1), визначити значення для хвиль типів
,
та
,
.
3. Обрати робочу довжину хвилі , необхідну для збудження поля
, враховуючи нерівності
.
4. Обрати робочу довжину хвилі, необхідну для збудження поля , враховуючи нерівності
.
5. Увімкнути генератор та встановити частоту , яка визначається обраним значенням довжини хвилі
, що відповідає умовам збудження того чи іншого типу хвиль у хвилеводі (
, де
=3·108 м/с).
6. Помістити вимірювальний зонд у щілину в стінці хвилеводу на невелику глибину і поволі перемістити його вздовж неї, зобразити спостережувальний розподіл складової вздовж осі
та пояснити причину її нерівномірністі.
7. За допомогою вимірювального електричного зонду, сполученого з індикатором, з’ясувати структуру електромагнітного поля у напрямку трьох взаємоперпендикулярних осей координат, що зв’язані з ребрами хвилеводу. Для цього необхідно:
– розташувати зонд біля відкритого кінця хвилеводу по центру поперечного перерізу вздовж продольної осі ; впевнитись, що збуджено поле заданого типу ( для повздовжньо-магнітної хвилі
повздовжня складова електричного поля
= 0, тому і показники індикатора повинні відповідати нулю); для повздовжньо-електричної хвилі
повздовжня складова електричного поля
0, отже показники індикатора повинні відрізнятися від нуля;
– орієнтуючи зонд паралельно вертикальній осі і переміщуючи його вздовж горизонтальної осі, впевнитися, що кількість стоячих напівхвиль (варіацій поля) вздовж широкої стінки хвилеводу відповідає необхідному значенню m. Зобразити спостережувані епюри;
– орієнтуючи зонд паралельно горизонтальної осі і переміщуючи його вздовж вертикальної осі, перевірити кількість напівхвиль (варіацій поля) n вздовж вузької стінки хвилеводу. Зарисувати спостережувані епюри;
8. Зобразити у вигляді ескізу досліджувану структуру поля та порівняти з даними теорії .
9. Збільшуючи довжину хвилі генератора (зменшуючи частоту
) впевнитися, що при
хвиля в хвилеводі не збуджується.
10. Випробувати фільтруючі властивості решітчастих фільтрів. Для цього встановити у хвилеводі фільтр, що досліджується, та виконати дії відповідні до пунктів 6 та 7.
11. Зобразити ескіз конфігурації силових ліній векторів густин струмів провідності у стінках та струмів зміщення в порожнині хвилеводу для хвиль типів та
.
Запитання для самоперевірки
1. Які типи хвиль та при яких умовах можуть поширюватися у хвилеводі прямокутного перерізу?
2. Які існують методи збудження хвилеводів і як їх реалізувати?
3. З яких умов обирається робоча частота генератора при збудженні хвилі означеного типу?
4. Чому вектор густини струму зміщення виявляється зсунутим на відстань
/4 відносно вектора напруженості електричного поля
у напрямку переносу енергії по хвилеводу?
5. Які фактори впливають на конфігурацію та просторове положення силових ліній векторів густин струмів зміщення та провідності
?
6. В якому випадку щілина, що утворена у стінці хвилеводу, буде випромінюючою?
7. На якому принципі заснована робота електричних фільтрів типів хвиль?
Лабораторна робота 5