POLITECHNIKA WARSZAWSKA
Instytut Radioelektroniki
Zakład Techniki Mikrofalowej i Radiolokacyjnej
LABORATORIUM POLA i FALE
POLA w PROWADNICACH
FALOWYCH
Ćwiczenie laboratoryjne nr 4 - sala 531
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z
podstawowymi cechami pól i fal w prowadnicach
falowych. W prowadnic falowych przedmiotem
obserwacji będą fale bieżące, częściowo stojące i
stojące. Mierzone będą parametry tych fal, takie
jak długość fali i współczynnik fali stojącej.
Przedmiotem pomiarów i obserwacji będą także
rozkłady pól w falowodzie prostokątnym oraz linii
wspołosiowej.
Zakres wymaganych wiadomości
• definicje:
współczynnika fali stojącej i
współczynnika odbicia
• fala
padająca prostopadle na granicę dwóch
ośrodków
• wyznaczanie obwiedni pola E i H gdy
zadany jest współczynnik odbicia
Γ na granicy
dwóch ośrodków
• wyznaczanie obwiedni pola E i H gdy dane
są impedancje ośrodków
• co to jest fala płaska ?
• co to jest linia współosiowa i falowodowa ? -
jakie rodzaje fal rozchodzą się w tych liniach ?
• zakres
częstotliwości, w których stosuje się
wyżej wymienione prowadnice falowe
• co to jest częstotliwość graniczna lub
graniczna długość fali (od czego zależą) ?
• do jakiej wartości zbliża się długość fali w
falowodzie gdy f
→f
g
, a do jakiej gdy f>>f
g
• znajomość rozkładu pola elektrycznego i
magnetycznego w linii współosiowej i
falowodowej
• co to jest rodzaj podstawowy ?
• definicje
impedancji
• właściwej
• falowej
• charakterystycznej
Literatura
[1] MORAWSKI T., GWAREK W. - Teoria pola
elektromagnetycznego, WNT, W-wa 1978
[2] Wykład POLA i FALE
1.
Linia współosiowa i falowodowa
Do obserwacji fali bieżącej, częściowo
stojącej i fali stojącej oraz do pomiaru
parametrów tych fal stosuje się układ pomiarowy
pokazany na rys. 1
G
D
N
Z
W
W
WLP
FLP
I
T
P
Rys. 1 Układ do pomiaru parametrów fal w linii
G - generator, I - izolator, T - tłumik regulowany,
FLP - falowodowa linia pomiarowa, W - wskaźnik
względnego natężenia pola elektrycznego, P -
przejście z linii falowodowej na współosiową,
Zakończenia linii : D - dopasowane obciążenie, N
- niedopasowane obciążenie, Z - zwarcie
Należy wyznaczyć:
•
długość fali w linii współosiowejj
λ
• długość fali w linii falowodowej λ
f
Długość fali mierzy się w prowadnicy falowej
zakończonej zwarciem.
Pomiaru dokonuje się w ten sposób, że mierzy się
położenia dwóch kolejnych minimów tej fali
l
1min
, l
2min
a następnie oblicza się długość fali ze
wzoru:
λ =
−
2
2
1
(
)
min
min
l
l
Długość fali w powietrzu jest związana z
częstotliwością sygnału zależnością:
λ
0
=
C
f
gdzie: C = 3 108 m/s, prędkość światła w próżni
• porównać długość fali w falowodzie z długością
fali w linii współosiowej
• znając wymiary falowodu, rodzaj pobudzonej
fali oraz długość fali w wolnej przestrzeni obliczyć
długość fali w falowodzie i porównać z długością
fali zmierzoną w falowodowej prowadnicy falowej
W układzie badanym boki falowodu wynoszą:
a = 23mm, b = 12mm a pobudzona fala jest
rodzaju H
10
.
Wielkości
λ
f
oraz
λ
0
są powiązane zależnością:
