Сделай Сам Свою Работу на 5

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ





 

5.1. Ознакомьтесь с инструкцией по настройке генератора, входящей в комплект установки.

5.2. Включите генератор и после его прогрева в течение 7…10 минут настройте на частоту f, заданную преподавателем. Рассчитайте соответствующую длину волны l в свободном пространстве по формуле

,

где с = 3×108 м/с – скорость света в свободном пространстве.

5.3. Установите нормальную поляризацию падающей волны. При этом вектор излучаемой волны должен быть перпендикулярен плоскости падения волны и основанию лабораторного макета. Напоминаем, что вектор перпендикулярен широкой стенке прямоугольного волновода.

5.4. Вращая ручку аттенюатора, установите величину его максимального ослабления 50 дБ и расположите приемную антенну против передающей (исследуемая пластина должна отсутствовать). Уменьшая ослабление аттенюатора, добейтесь отклонения стрелки микроамперметра. Перемещая приемную антенну, получите максимальное отклонение стрелки микроамперметра.

5.5. Изменяя ослабление аттенюатора, установите стрелку микроамперметра, например, на деление 5 и запишите показание N1 шкалы аттенюатора.



5.6. Закрепите на подставке металлический лист. Вращая подставку, установите по шкале отсчета угол падения волны , равный 200. Перемещая приемную антенну, определите направление распространения отраженной волны по максимуму показания микроамперметра. Запишите значение угла j1(рис.3.1) между нормалью к поверхности металлической пластины и направлением распространения отраженной волны. Изменяя ослабление аттенюатора, установите такое же показание микроамперметра, как и в п.5.5. Запишите показание шкалы аттенюатора N2. Определите значение модуля коэффициента отражения по формуле (2.13). Повторите измерения при других значениях углов падения волны. Результаты измерений и расчета занести в таблицу типа табл.5.1. Снимите металлический лист с подставки.

5.7. Повторите операции п.п.5.4 и 5.5, так как выходная мощность генератора могла немного измениться. Закрепите на подставке одну из диэлектрических пластин по заданию преподавателя. Установите угол падения волны 200. Определите значение модуля коэффициента отражения так же, как и в п.5.6 и запишите значения N1 и N2 и результаты расчета модуля коэффициента отражения в таблицу типа табл. 5.1. Повторите измерения и расчеты для углов падения волны от 300 до 700 через 100.



Рассчитайте значения модулей коэффициента отражения по формуле (2.13).

 

 

Таблица 5.1

Результаты экспериментального исследования отражающих свойств…………………………………………..пластины

Поляризация падающей волны ………………………………
Угол падения волны j Угол отражения волны j1 Величина ослабления N1 Величина ослабления N2 N2 - N1 Модуль коэффициента отражения
град. град. дБ дБ дБ -
20о          
30о          
         
70о          

 

5.8. Сняв пластину с подставки, повторить операции п.п.5.4 и 5.5. Так как направление распространения волны, прошедшей через слой диэлектрика, всегда совпадает с направлением распространения падающей волны, то перемещать приемную антенну не потребуется. Установите пластину на подставку. Поворачивая подставку, установите угол падения волны, равный 00. Изменяя ослабление аттенюатора, установите такое же показание микроамперметра, как в п.5.5. Запишите показания шкалы аттенюатора N3 в таблицу типа табл.5.2. Определите значение модуля коэффициента прохождения по формуле (2.14). Повторите измерения и расчеты для углов падения волны от 100 до 700 через 100.

5.9. Установите параллельную поляризацию падающей волны с помощью волноводных скруток. Выполните п.5.4 (диэлектрическую пластину с подставки можно не снимать). Медленно вращая подставку с пластиной, добейтесь максимального показания микроамперметра и запишите величину угла падения волны, при котором через слой проходит максимальная мощность. Полученный угол падения волны и будет являться углом Брюстера. Перемещая приемную антенну в область, где возможны отраженные волны, убедитесь в отсутствии отраженной волны. Используя формулу (2.12), по полученной величине угла Брюстера рассчитайте относительную диэлектрическую проницаемость исследуемого образца. При этом следует учесть, что отношение абсолютных диэлектрических проницаемостей сред равно отношению относительных диэлектрических проницаемостей, и что у воздуха e1 = 1.



 

 

Таблица 5.2

Результаты экспериментального определения величин

коэффициента прохождения

Поляризация падающей волны ………………………………
Угол падения волны j Величина ослабления N1 Величина ослабления N3 N3 - N1 Модуль коэффициента отражения
град. ДБ дБ дБ -
0о        
10о        
20о        
       
70о        

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

 

Отчет должен содержать:

6.1. Структурную схему лабораторной установки.

6.2. Заданные вид поляризации поля, частоту и рассчитанное значение длины волны.

6.3. Таблицу 5.1 с результатами значений углов отражения и расчета значений коэффициента отражения от металлической поверхности.

6.4. Таблицы 5.1 и 5.2 с результатами значений модулей коэффициентов отражения и прохождения для плоского слоя диэлектрика.

6.5. Величину угла Брюстера и рассчитанное значение относительной диэлектрической проницаемости исследованного образца.

6.6. Графики зависимостей значений модулей коэффициентов отражения и прохождения от угла падения волны.

6.7. Выводы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

 

7.1. Какая электромагнитная волна называется плоской однородной волной? ([1] §9.1; [2] §11.1).

7.2. Что называется фазовой скоростью, электромагнитной волны? Как определяется фазовая скорость электромагнитной волны, распространяющейся в однородной изотропной диэлектрической среде, через параметры среды? ([1] С.142; [2] §9.5 С. 112, §11.2).

7.3. Что называется длиной волны? Как определяется длина волны через фазовую скорость? ([2] С. 73).

7.4. Что называется волновым сопротивлением среды? Как определяется волновое сопротивление диэлектрической среды через параметры среды?

([1] С. 169; [2] §9.5 С. 113).

7.5. Запишите выражения для векторов поля плоской электромагнитной волны, распространяющейся вдоль оси Z и поляризованной вдоль оси Х прямоугольной системы координат. ([1] §9.1; [2] §11.1, 12.1).

7.6. Что называется вектором Пойтинга? Куда направлен вектор Пойтинга? Что показывает величина вектора Пойтинга? Какой смысл имеет среднее за период значение вектора Пойтинга? ([1] §4.1, §4.5 C. 64; [2] §4.1, C.56).

7.7. Что называется плоскостью падения, углом падения, углом отражения и углом преломления? Покажите указанные выше углы на чертеже. ([1] §10.1, §10.2; [2] §13.2).

7.8. Запишите законы Снеллиуса. ([1] §10.2; [2] §13.2).

7.9. Какие существуют виды поляризации электромагнитных волн?

([1] §9.3; [2] §12.1, §12.2).

7.10. Почему при наклонном падении плоской электромагнитной волны на границу раздела двух сред достаточно рассмотреть только два случая нормальной и параллельной поляризации? ([1] §9.3, §10.1; [2] §13.2).

7.11. Нарисуйте взаимное расположение векторов Е и Н падающей, отраженной и прошедшей (преломленной) волнах при нормальной и параллельной поляризации падающей волны? ([1] §10.2; [2] §13.2).

7.12. Что называется коэффициентами отражения и прохождения? Какой смысл имеют модули и фазы этих коэффициентов? ([1] §10.2; [2] §13.2).

7.13. При каких условиях наблюдается явление полного прохождения электромагнитной волны через границу раздела двух сред? Что называется углом Брюстера? ([1] §10.3; [2] §11.3).

7.14. Чему равно волновое сопротивление проводящей среды? ([1] §9.2; [2] §11.3).

7.15. Что называется идеальным проводником? Чему равно волновое сопротивление идеального проводника? ([1] §9.2, §10.4 C.200; [2] §3.10).

7.16. Чему равен коэффициент отражения от идеального проводника в случаях нормальной и параллельной поляризации падающей электромагнитной волны? ([1] §10.4 C.200; [2] §13.6).

7.17. Как происходит отражение плоской электромагнитной волны от плоского слоя диэлектрика? В каком направлении распространяется отраженная волна? ([1] §10.2 C.185).

7.18. Как происходит прохождение плоской электромагнитной волны на плоский слой диэлектрика в данной лабораторной работе? ([1] §10.2 C.185).

7.19. Как измеряются коэффициенты отражения и прохождения при падении плоской электромагнитной волны на плоский слой диэлектрика в данной лабораторной работе?

7.20. Как определить относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрика, используя описанную здесь лабораторную установку?

7.21. Объясните причины расхождения между измерениями и расчетными значениями коэффициентов отражения и прохождения, если оно имеет место?

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Вольман В.И., Пименов Ю.B, Техническая электродинамика. – М.: Связь, 1971.

2. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ, том 1. – M.: Высшая школа, 1970.

3. Фальковский О.И. Техническая электродинамика. – М.: Связь, 1978.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.