Республика Казахстан

Алматинский институт Энергетики и Связи

Кафедра Радиотехники
Контрольная работа № 3

По дисциплине ТПЭМВ

Тема: Четвертьволновой трансформатор
Принял: доцент

Хорош А.Х.

“___”__________2009

Выполнил: студент группы

БРЭ-07-09

Джуматаев Е.Б.

№зачетной книжки 073013
Алматы 2009


Содержание

Задание

Исходные данные

Решение

Задание 1

Задание 2

Задание 3

Список использованной литературы

Задание

1.   Рассчитать размеры и построить амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики согласующего устройства типа четвертьволновой трансформатор.

2.   Определить во сколько раз изменится полоса пропускания трансформатора при изменении перепада волновых (характеристических) сопротивлений на 10 % в большую и меньшую стороны.

3.   На качественном уровне оценить характер реактивного сопротивления трансформатора.

Исходные данные

трансформатор амплитуда сопротивление реактивный

Относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей линию: ;

Тип волновода: Коаксиальный;

Характерные размеры подводящего волновода: (r1/R1) = 5/18 (мм);

Характерные размеры отводящего волновода: (r2/R2) = 2,8/4,2 (мм);

Считать, что подводящая линия идеально согласована по входу, а отводящая по выходу, и потери в них отсутствуют.

Линии передачи работают в одномодовом режиме.

Решение

Задание 1

Рассмотрим отрезок регулярного волновода без потерь, по которому распространяются волны Т-типа. Считаются известным волновое сопротивление Z_B и длина отрезка l. Совместим начало отсчета координаты z с левыми зажимами отрезка, на которых определим входные комплексные амплитуды напряжения  и тока .Аналогично, на правых зажимах будем считать известными выходные величины  и .Данная система представляет собой линейный стационарный четырехполюсник.

Зная матрицу передачи
, следовательно

 
Матрица передачи отрезка волновода с волной Т-типа имеет вид:

Отсюда следует, что входное сопротивление нагруженного отрезка волновода имеет вид:



где



Z_B=Z_TP , волновое сопротивление 4х-ка= сопротивлению трансформатора

Z_H =, сопротивление нагрузки = сопротивлению второго коаксиального волновода

Следовательно:

Рабочий диапазон двух волноводов:

При условии, что:


  ^(Гц)
Отсюда определим центральную частоту:




Рабочий диапазон: (0-4,888∙10⁹)

Определим среднюю рабочую длину волны:

Определим волновые сопротивления волноводов:
 Ом

 Ом

 Ом
Для нахождения ФЧХ и АЧХ преобразуем выражение:





Далее, избавимся от комплексного числа в знаменателя, преумножая знаменатель и числитель сопряженным значением знаменателя
, где






Далее, отделим фазовую и амплитудную составляющие выражения (9) и перепишем как функцию от частоты:

Коэффициент отражения:





Рисунок 1. Амплитудно- частотная характеристика
Фазо-частотная характеристика:




Рисунок 2. Фазо-частотная характеристика

Задание 2

Изменение полосы пропускания трансформатора при изменении  на 10 % в большую сторону:

Найдем волновые сопротивления волноводов




 Ом


Ом

Ом








Изменение полосы пропускания трансформатора при изменении  на 10 % в меньшую сторону:

Найдем волновые сопротивления волноводов
 Ом

Ом

Ом













Рисунок 3 - Изменение полосы пропускания трансформатора при изменении  на 10 % в большую и меньшую сторону


Рисунок 4 - Изменение полосы пропускания трансформатора при изменении  на 10 % в большую и меньшую сторону
Задание 3:
Исходя из графика ФЧХ можно сказать, что при длинах волн, больших геометрических размеров, трансформатор имеет индуктивное сопротивление (часть графика, расположенная в верхней полуплоскости), при меньших - емкостное (часть графика, расположенная в нижней полуплоскости).

Список использованной литературы

1.          Ю.В. Пименов, В.И. Вольдман, А.Д Муравцов: “Техническая электродинамика”. Москва 2000.

2.          С.И. Баскаков: Основы электродинамики. М.1973.

3.          С.И. Баскаков: Электродинамика и распространение радиоволн. М. 1992.

4.          В.Л. Гончаров, А.Х. Хорош, А.Р. Склюев: Теория передачи электромагнитных волн. Методические указания к РГР. А. 2000.

Размещено на Allbest.ru