Определение коэффициента затухания

Методика определения коэффициента затухания основывается на измерении зависимости напряженности поля от расстояния в режиме бегущей волны и вычислении коэффициента затухания по формуле (20).

По мере распространения в среде, заполняющей волновод, волна испытывает затухание по экспоненциальному закону (рис.3):

(18)

где: ­­ начальное значение амплитуды напряженности поля,

α - коэффициент затухания,

z - координата расстояния,

Рис.3. Затухание волны в среде с потерями.

Порядок выполнения задания

1.Установим на конце волновода измерительной линии вместо короткозамыкателя согласованную поглощающую нагрузку 6.

2. Перемещая индикаторную головку с зондом вдоль измерительной линии, измерим зависимость напряженности поля от расстояния.

При измерении индикаторную головку следует перемещать от генератора к нагрузке. За нулевую координату можно примем начало измерительной линейки волновода и будем перемещать каретку с зондом с шагом 5 мм вдоль всего волновода.

3. Для определения коэффициента затухания экспериментально необходимо построить график распределения напряжённости поля бегущей волны. Полученный график следует аппроксимировать плавной экспоненциальной кривой, на которой выбрать любые две точки, разнесенные на некоторое расстояние . При этом отношение амплитуд поля в двух точках, разнесенных на расстояние , определяется как

(19)

откуда

(20)

При построении графиков зависимости уровня поля от расстояния учесть, что диод детектора имеет квадратичную вольт – амперную характеристику, поэтому из показаний прибора необходимо извлечь квадратный корень.

Оба пункта задания повторить для всех четырех предложенных образцов сред.

Таблица3. Результаты измерений напряженности электрического поля.

X, мм	Воздух, Емакс=35	Фторопласт, Емакс=88	Дерево, Емакс=38	Текстолит, Емакс=45	Оргстекло, Емакс=24
Е		Е		Е		Е		Е
0, 015		0, 93		0, 90		1, 00		1, 00		0, 98
0, 020		0, 94		0, 89		0, 97		0, 95		0, 89
0, 025		1, 00		1, 00		0, 99		0, 93		0, 94
0, 030		1, 00		0, 93		0, 95		0, 89		0, 96
0, 035		0, 96		0, 90		0, 90		0, 87		0, 82
0, 040		0, 94		0, 99		0, 92		0, 86		1, 00
0, 045		0, 99		0, 94		0, 87		0, 83		0, 89
0, 050		1, 00		0, 89		0, 83		0, 80		0, 98
0, 055		0, 97		0, 97		0, 86		0, 80		0, 87
0, 060		0, 93		0, 92		0, 79		0, 79		0, 91
0, 065		0, 94		0, 89		0, 76		0, 77		0, 94
0, 070		1, 00		0, 95		0, 78		0, 76		0, 82
0, 075		0, 99		0, 90		0, 73		0, 75		0, 94
0, 080		0, 94		0, 88		0, 71		0, 73		0, 82
0, 085		0, 93		0, 93		0, 73		0, 73		0, 91
0, 090		0, 97		0, 89		0, 65		0, 75		0, 82

Рис. 4. График зависимости уровня поля от расстояния (среда – Воздух)

l=65-35=30 (мм),

E(z) = 0.96, E(z+l) = 0.94

α =0.702

Рис.5. График зависимости уровня поля от расстояния (среда – Фторопласт)

l=85-70=30 (мм),

E(z) = 0.95, E(z+l) = 0.93, α =1, 42.

Рис. 6. График зависимости уровня поля от расстояния (среда – Дерево)

l=80-65=15 (мм),

E(z) = 0.76, E(z+l) = 0.71, α =4, 5.

Рис. 7. График зависимости уровня поля от расстояния (среда – Текстолит)

l=70-35=15 (мм),

E(z) = 0.87, E(z+l) = 0, 76, α =3, 86.

Рис. 8. График зависимости уровня поля от расстояния (среда – Оргстекло)

l=70-45=25 (мм),

E(z) = 0.89, E(z+l) = 0.82, α =3, 28.

Вывод.

В лабораторной работе было исследовано влияние параметров реальных сред на процесс распространения электромагнитных волн. Наибольшее затухание наблюдается в дереве (α = 4, 5), за тем в текстолите (α = 3, 86), за тем в оргстекле (α = 3, 28) и во фторопласте наименьшее затухание по сравнению с остальными диэлектриками (α = 1, 42). В воздухе, как и должно быть, затухание очень мало =0, 7.

Список используемой литературы

1. Федотова Т.Н. Электромагнитные поля и волны. Методичсекие указания к контрольной работе для специальности 200900. Нобосибирск: СибГУТИ, 2001г.24 стр.

2. Вольман В.И., Пименов Ю.В., Муравцов А.Д. Техническая электродинамика: Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2000г., 536 с.