Порядок расчета волны E11 в прямоугольном волноводе

Рассмотрим порядок расчета для случая, когда исходными данными к расчету являются тип волновода и амплитудное значение продольной составляющей вектора электрического поля .

1. Из таблицы приложения 2 для заданного типа волновода определяются его внутренние размеры и рассчитывается критическая длина волны по формуле (1.7)

.

2. Выбирается рабочая длина волны в свободном пространстве для заданного типа волновода (значение округляется до ближайшего меньшего целого числа).

3. Определяется рабочая частота волны в свободном пространстве для заданного типа волновода

,

где - скорость света.

4. Рассчитывается длина волны в волноводе по формуле (1.6)

.

5. Рассчитываются поперечные волновые числа по формулам (1.2) и (1.3)

,

.

6. Рассчитывается продольное волновое число по формуле (1.5)

.

7. Рассчитываются проекции поперечной составляющей вектора электрического поля волны по формулам (1.14) и (1.15)

,

.

8. Определяется волновое сопротивление заданного типа прямоугольного волновода для волны по формуле

.

9. Рассчитываются проекции поперечной составляющей вектора магнитного поля волны по формулам (1.10) и (1.11)

,

.

10. Из таблицы приложения 3 выбирается материал волновода и рассчитывается коэффициент затухания для волны по формуле (1.16)

.

11. Определяется максимальная (предельная) мощность, пропускаемая волноводом с волной по формуле (1.17)

.

12. Определяется допустимая передаваемая мощность по волноводу с волной из соотношения (1.18)

.

Приложение 1

Варианты заданий

№ варианта	Тип волновода	Амплитудное значение продольной составляющей вектора напряженности электрического поля , В/м
	МЭК-8	106
	МЭК-9	106
	МЭК-12	106
	МЭК-14	5×105
	МЭК-18	5×105
	МЭК-22	5×105
	МЭК-26	2×105
	МЭК-32	2×105
	МЭК-40	2×105
	МЭК-48	105
	МЭК-58	105
	МЭК-70	105
	МЭК-81	104
	МЭК-100	104
	МЭК-120	104
	МЭК-140	104
	МЭК-180	104
	МЭК-220	104
	МЭК-180	5×104
	МЭК-140	5×104
	МЭК-260	104
	МЭК-100	5×104
	МЭК-81	5×104
	МЭК-70	5×105
	МЭК-58	5×105
	МЭК-48	5×105
	МЭК-40	105
	МЭК-32	105
	МЭК-26	105
	МЭК-22	105
	МЭК-18	105
	МЭК-14	106
	МЭК-12	2×105
	МЭК-9	2×105
	МЭК-8	5×105
	МЭК-9	5×105
	МЭК-70	5×104
	МЭК-81	104

Приложение 2

Конструктивные и электрические данные стандартных прямоугольных волноводов,

принятые Международной электротехнической комиссией

Обозначение типа	Полоса пропускания, см	Внутренние размеры , мм	Толщина стенок, мм	Предельная мощность, МВт	Максималь­ное затухание при частоте, равной 1,5-кратной предельной частоте
ЭК-5	48,3 - 73,2	457,2×228,6	3,18	-	0,00141
ЭК-6	40,0 - 61,2	381,0×190,6	3,18	-	0,00186
МЭК-8	33,0 - 46,8	292,1×146,1	3,18	-	0,00278
МЭК-9	26,1 - 39,5	247,65×123,8	3,18	-	0,00351
МЭК-12	20,5 - 31,2	195,58×97,79	3,18	-	0,00506
МЭК-14	17,3 - 26,3	165,10×82,55	2,03	-	0,00653
МЭК-18	13,63 - 20,70	129,54×64,77	2,03	-	0,00936
МЭК-22	11,45 - 17,45	109,22×54,61	2,03	-	0,0121
МЭК-26	9,1 - 13,83	86,36×43,18	2,03	-	0,0173
МЭК-32	7,60 - 11,55	72,14×34,04	2,03	10,5	0,0236
МЭК-40	6,13 - 9,32	58,17×29,083	1,63	-	0,0311
МЭК-48	5,01 - 7,62	47,55×22,149	1,63	4,86	0,0443
МЭК-58	4,26 – 6,47	40,39×20,193	1,63	-	0,0539
МЭК-70	3,67 - 5,58	34,85×15,799	1,63	2,29	0,0720
МЭК-81	3,00 - 4,56	28,499×12,624	1,63	1,77	0,0993
МЭК-100	2,50 - 3,66	22,860×10,160	1,27	0,99	0,127
МЭК-120	2,00 - 3,05	19,050×9,525	1,27	-	0,166
МЭК-140	1,67 - 2,52	15,799×7,899	1,02	-	0,220
МЭК-180	1,36 - 2,07	12,954×6,477	1,02	-	0,298
МЭК-220	1,125 - 1,70	10,668×4,318	1,02	0,22	0,463
МЭК-260	0,91 - 1,38	8,636×4,318	1,02	-	0,544
МЭК-320	0,75 - 1,135	7,112×3,556	1,02	-	0,729
МЭК-400	0,60 - 0,910	5,690×2,845	1,02	-	1,02
МЭК-500	0,503 - 0,763	4,775×2,388	1,02	-	1,33
МЭК-620	0,400 - 0,610	3,759×1,180	1,02	-	1,90
МЭК-740	0,326 - 0,496	3,099×1,550	1,02	-	2,54
МЭК-900	0,268 - 0,417	2,540×1,270	1,02	-	3,43
МЭК-1200	0,244 - 0,326	2,032×1,016	1,02	-	4,78

Примечания:

1. Содержащееся в наименовании типа волновода число выражает приблизительно среднюю частоту рекомендуемого рабочего диапазона в сотнях мегагерц. Например, МЭК-100 означает прямоугольный волновод на среднюю рабочую частоту 10000 Мгц (). МЭК — сокращенное название Международной электротехнической комиссии, разработавшей стандарт.

2. Допуски на внутренние размеры не должны превышать 1:500 номинальной ширины (размера ) с абсолютным максимумом 0,4 мм и абсолютным минимумом 0,02 мм.

Приложение 3

Материалы волноводов

Наименование металла

Проводимость при постоянном токе, 107 Cим/м

Алюминий чистый ……………..........................................   Латунь Желтый тянутый волновод …….. Латунные листы (фрезерованная поверхность) ………... Кадмиевая пластина ……………………………………... Хромовая пластина ……………...   Медь Тянутый волновод ……………………………………….. Тянутая круглая труба …………. Волновод, изготовленный электролитическим способом (медный) ………………………………………. Золотая пластина …………………………………………   Серебро Волноводы, тянутые из чеканного серебра …………….. Волноводы, покрытые чеканным серебром ……………. Серебряная пластина ……………………………………..

3,25     1,57 1,48 1,33 3,84     5,48 4,50   5,92 4,10     4,79 4,79 6,14

Список литературы

1. Ерохин Г.А., Чернышев О.В., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн.- М.: Горячая линия-Телеком, Радио и связь, 2004. - 491c.
2. Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Л., Максимов В.М., Пономарев Л.И. Устройства СВЧ и антенны.- М.: Радиотехника, 2006. – 376c.
3. Максимов В.М. Линии передачи СВЧ-диапазона.- М.: Сайнс-Пресс, 2002. –
4. Максимов В.М. Устройства СВЧ: основы теории и элементы тракта.- М.: Сайнс-Пресс, 2002. –
5. Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн.- М.: Горячая линия-Телеком, Радио и связь, 2004. - 558c.