Толқынөткізгіштер: Тікбұрышты толқынөткізгіштер

Мазмұны

I. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
II. Негізгі бөлім
2.1. Толқынөткізгіштердің айырмашылықтары мен ұқсастықтары ... ...4
2.2.Толқынөткізгіштердегі шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.3.Тікбұрышты толқынөткізгіштер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
2.4.Тікбұрышты толқынөткізгіштегі өріс құрылымы ... ... ... ... ... ..10
2.5.Тіктөртбұрышты толқын өткізгіштің негізгі толқыны
III. Қорытынды
IV.Пайдаланылған әдебиеттер

КІРІСПЕ
Сантиметрлік толқындарда линияларды көп жағдайда ішінде электромагниттік толқын таралатын дөңгелек немесе тікбұрышты металл труба болып табылатын толқынөткізгішпен алмастырады. Толқынөткізгіш қабырғалары электромагниттік толқындарға жан-жаққа тарауға мүмкіндік бермейтін және оларды тек толқынөткізгіш бойында орын ауыстыруға мәжбүрлейтін экран ролін атқарады. Коаксиалды линиямен салыстырғанда толқынөткізгіштегі шығындар азырақ, себебі ішкі сым мен ешқандай изоляторлар жоқ. Алайда толқынөткізгіштер қолданысын шектейтін кемшілік бар. Коаксиалды немесе симметриялық линияда кез келген жиілікті толқындар тарала алады, ал толқынөткізгіште fKp критикалық жиілік деп аталатын кейбір нақты шамадан жоғары жиіліктегі толқындар ғана тарала алады. Басқаша айтқанда, толқынөткізгіште ұзындығы кейбір критикалық толқын ұзындығынан қысқа толқындар ғана тарала алады. Критикалық толқын ұзындығы толқынөткізгіштің көлденең өлшемінен шамамен екі есе үлкен. Егер толқынөткізгіш диаметрі 3 см болса, онда критикалық толқын ұзындығы шамамен 6 см болады. Өте ұзын толқындар мұндай толқынөткізгіш арқылы тарала алмайды.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

1. Гончаренко А.М. Основы теории оптических волноводов. Изд.2. -240с.
2. Бергер М.Н., Капилевич Б.Ю. Прямоугольные волноводы с диэлектриками – М.: Советское радио, 1973. – 250с.
3. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Высшая школа, 1992. – 416с
4. Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. – М.: Радио и связь, 2000. - 536 с.
5. Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. Учебник. – М.: Связь, 1971, 487 с., ил.
6. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. – М.: Высшая школа, 1970, 518 с., ил.
7. Фальковский О.И. Техническая электродинамика. Учебник для ВУЗов связи. – М.: Связь, 1978, 432 с., ил.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

I. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
II. Негізгі бөлім
2.1. Толқынөткізгіштердің айырмашылықтары мен ұқсастықтары ... ...4
2.2.Толқынөткізгіштердегі шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
2.3.Тікбұрышты толқынөткізгіштер ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...5
2.4.Тікбұрышты толқынөткізгіштегі өріс құрылымы ... ... ... ... ... ..10
2.5.Тіктөртбұрышты толқын өткізгіштің негізгі толқыны
III. Қорытынды
IV.Пайдаланылған әдебиеттер

КІРІСПЕ
Сантиметрлік толқындарда линияларды көп жағдайда ішінде электромагниттік толқын таралатын дөңгелек немесе тікбұрышты металл труба болып табылатын толқынөткізгішпен алмастырады. Толқынөткізгіш қабырғалары электромагниттік толқындарға жан-жаққа тарауға мүмкіндік бермейтін және оларды тек толқынөткізгіш бойында орын ауыстыруға мәжбүрлейтін экран ролін атқарады. Коаксиалды линиямен салыстырғанда толқынөткізгіштегі шығындар азырақ, себебі ішкі сым мен ешқандай изоляторлар жоқ. Алайда толқынөткізгіштер қолданысын шектейтін кемшілік бар. Коаксиалды немесе симметриялық линияда кез келген жиілікті толқындар тарала алады, ал толқынөткізгіште fKp критикалық жиілік деп аталатын кейбір нақты шамадан жоғары жиіліктегі толқындар ғана тарала алады. Басқаша айтқанда, толқынөткізгіште ұзындығы кейбір критикалық толқын ұзындығынан қысқа толқындар ғана тарала алады. Критикалық толқын ұзындығы толқынөткізгіштің көлденең өлшемінен шамамен екі есе үлкен. Егер толқынөткізгіш диаметрі 3 см болса, онда критикалық толқын ұзындығы шамамен 6 см болады. Өте ұзын толқындар мұндай толқынөткізгіш арқылы тарала алмайды.

Негізгі бөлім
2.1.Толқынөткізгіштердің айырмашылықтары мен ұқсастықтары
Аса жоғары жиілік диапазонында энергияны генератордан жүктемеге беру үшін толқынөткізгіштер қолданылады. Толқынөткізгіш - дөңгелек немесе тікбұрышты қимасы бар қуыс, металл труба. (1-сурет).

1-сурет. Тікбұрышты және дөңгелек толқынөткізгіштің сыртқы түрі

Электромагниттік энергия толқынөткізгіш бойымен құбырдағы су секілді беріледі. Егер су құбырын кір мен қақтан мұқият тазартса, оны электромагнитті толқындарды тасымалдауға қолдануға әбден болады.
Осымен ұқсастықтары аяқталып, айырмашылықтары басталады. Суретке қарап, толқынөткізгіштерді жасау арзан әрі жай нәрсе еместігін түсіну қиын емес. Су құбырының тот басқан ішкі жағымен салыстырғанда толқынөткішгіштердің ішкі беті жиі өңделеді және жұқа күміс қабатымен қапталады. Қарапайым екіөткізгішті линиядан толқынөткізгіштерге өту қаражатты үнемдеу мақатымен болған жоқ екендігі айқын.
Осындай өту себептеріне толығырақ тоқталайық. Аталғандай, жиіліктің артуымен сәулеленуге кететін қуат үлесі өседі. Оның өздігінен жақсы еместігінен басқа, ол эфирдің радиобөгеттермен бөгелуіне алып келеді және радио- мен электронды құрылғылардың денсауығына кері әсер етеді. Сондықтан метрлік диапазонда сигналдарды тарату бір өткізгіші энергия сәулеленуін болдырмайтын экрандалған қабық түрінде жасалған екіөткізгішті линия болып табылатын коаксиалды кабель арқылы жүзеге асырылады.

2.2.Толқынөткізгіштердегі шығындар
Алайда жиілікті одан ары арттырғанда орталық сым мен кабель қабығының арасындағы кеңістікті толтырып тұратын материалдағы сигналдың өшуімен байланысты шығындар көбейеді. Жеткілікті жиілік пен берілетін қуат үлкен болған кезде бұл кабельдің қатты қызып кетуі мен оның істен шығуына алып келеді. Мысалы, полиэтиленді толтырғышы бар, ұзындығы 10 м РК-75 коаксиалды кабель 3 ГГц жиілікте берілетін қуаттың 84%-ын жоғалтады. Тікбұрышты мыс толқынөткізгіш дәл сол шарттарда шамамен 5% қуат қана жоғалтады. Тортырушы ретінде өшуі аз материалдарды қолдана отырып, берілетін қуаттың мүмкін деңгейін арттыруға болады, ал аз жоғалтуларға ауа толтырушылары ие болғандықтан, кабель кәдімгідей коаксиалды толқынөткізгішке трансформацияланады (құбылады).
Толқынөткізгіште жоғалулар қайдан пайда болады, егер ол ондаған милилиметрлік көлденең қималы ауданды мыстан жасалған болса? деген сұрақ туындауы мүмкін. Жауабы токтар өзінің толқынөткізгіш қимасында жүрмей, тек скин-қабат бойынша электромагниттік өріс өтетін жерде ғана жүреді деп түсіндіріледі. Скин-қабаттың тереңдігі жиіліктен және толқынөткізгіш жасалған металдың меншікті өткізгіштігінен тәуелді.
Ол мына формауламен есептеледі:

Мысалға, 2.45 ГГц жиілікте өрістің ену тереңдігі 1.3 мкм-ге дейін мыс үшін және тот баспайтын болат үшін 10 мкм-ге дейін шаманы құрайды. Сондықтан да ток өтетін көлденең қиманың жалпы ауданы салыстырмалы үлкен емес. Толқынөткізгіштің ішкі бетінің сапасы зор маңызға ие. Толқынөткізгіш қабырғаларының кедір-бұдырлығы неғұрлым көп болса, АЖЖ токтардың жолы соғұрлым ұзын болады, және де толқынның өшуі тез жүреді. Сондықтан да шығындарды азайту үшін кейде толқынөткізгіштерді жылтырата өңдейді және жұқа күміс қабатымен қаптайды.
АЖЖ техникада көлденең қимасының пішіндері әр түрлі толқынөткізгіштер кездеседі: П-тәрізді, Н-тәрізді, дөңгелек, сопақ және т.б. Қысқатолқынды пештерде тек тікбұрышты толқындар ғана қолданылады, сондықтан да біз сонымен шектелеміз.

2.3.Тікбұрышты толқынөткізгіштер
Тіктөртбұрышты толқын өткізгіш - өзінің бойынан өтетеін толқындарды өткізе алатын тіктөртбұрышты формадағы металдық толқын өткізгіші. Толқын өткізгіштің ерекшелігі бұнда өткізілетіін жиіліктің төменгі шегі жүзеге асады, яғни белгілі бір жиіліктен төмен толқындар тынады да және тарала алмай қалады.
Тіктөртбұрышты толқын өткізгіштің негізгі артықшылықтары:
* Жіберілетін сигналдың қуатының жеткілікті көп болуы;
Қоршаған ортада энергияның сәулеленуі кесірінен болатын жоғалуларының аз болуында.
Тұтастай алғанда толқынөткізгіштегі өріс конфигурациясы өте күрделі формаға ие болуы мүмкін. Бақытықа орай, теория өрістің күрделі құрылымын салыстырмалы қарапайым түрлердің жинағына келтіруге мүмкіндік беретін механизмді береді.
Тікбұрышты толқынөткізгіште бар түрлерге талдауды бастамас бұрын, электромагниттік тербелістер теориясынан шығатын кейбір ережелерді қалыптастырайық.
1. Электромагниттік өрістегі электрлік және күш сызықтары өзара перпендикуляр.
2. Магнит күш сызықтар тұйықталған және тогы бар өткізгішті немесе айнымалы электр өрісін қамтиды.
3. Электрлік күш сызықтары әлде бір электр зарядынан екіншісіне барады, әлде магниттік сызықтарға ұқсас тұйықталған және айнымалы магнит өрісін алып жатыр.
4. Электромагниттік өрістің біртекті ортада, кез келген бағыт бойымен, уақыт және кеңістік бойынша өзгеруі синусоида және косинусоида бойынша жүреді.
5. Толқынның өткізгіш беттен қалыпты шағылуы кезінде (яғни құлама және шағылған толқындардың бағыттары тікелей қарама-қарсы болғанда) оның фазасы 180°-қа өзгереді.
6. Өткізгіш бетіндегі манит күш сызықтары осы бетке әрқашан параллель.
7. Электрлік күш сызықтары өткізгіш беті бойымен жүре алмайды, олар осы бетке әрқашан перпендикуляр.
Соңғы екі қасиет өткізгіш бетіндегі, яғни өткізгіш пен электромагниттік өрістің таралу аймағының арасындағы шекарадағы өріс құрылымын анықтайды. Сондықтан да оларды шекаралық шарттар деп атйды. Электромагниттік өріс әрқашан осы шарттар орындалатын құрылымға ие.
Толқындардың толқынөткізгіште көлденең координаттар бойымен таралуы кезінде тұрған толқындар пайда болады.
Толқынөткізгіш бойымен таралатын электромагниттік толқындарды шартты түрде негізгі екі түрге бөлуге болады.
Таралу бағытының бойындағы электр өрісі құраушысына ие және магнит өрсінің құраушысына ие емес толқындар Е-типке жатады. Және керісінше, таралу бағыты бойындағы магниттік құраушыларына ие және ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.