Санкт-Петербургский Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Электродинамика
Распространение радиоволн
Программы, контрольные вопросы и методические указания
к выполнению контрольных работ 1, 2
Санкт-Петербург
2006

Стоимость выполнения контрольной работы уточняйте при заказе.
Стоимость готового варианта контрольной работы в электронном виде уточняйте при заказе
Выполнены следующие работы:
К.р.1 Варианты: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
К.р.2 Варианты: 5, 6, 9

Контрольная работа 1

Контрольная работа 1
Задача 1
В однородной среде (диэлектрик с потерями), которая характеризуется следующими параметрами: абсолютная магнитная проницаемость μ_а=4π·10^-7 Гн/м, абсолютная диэлектрическая проницаемость ε_а и проводимость σ (табл.1), распространяется плоская электромагнитная волна с частотой f и начальная амплитуда электрического поля E_m = 1 В/м.
Необходимо определить:
1. Расстояние Z, при котором амплитуда электрического поля E уменьшиться в 5 раз, т.е. при выполнении условия: exp(-αZ)=0,2.
2. Расстояние Z, при котором набег фазы составит βZ=0,75π.
3. Сдвиг фазы ϕ_с между полями E и H и начальной амплитуду (при t=0 и Z=0) магнитного поля H_m.
4. Величину среднего значения вектора Умова-Пойнтинга П_ср на расстоянии, рассчитанном в пункте 1, т.е. когда поле E_m = 0,2 В/м.
5. Длину волны в диэлектрике λ_ε
6. Графически построить мгновенные значения Е и Н на расстоянии одной длины волны для момента времени t=0.

Задача 2
Плоская линейно поляризованная электромагнитная волна частотой f падает под углом θ на плоскую границу раздела: воздух – идеальный диэлектрик. Параметры среды: θμ₁= μ₂= μ₀=4π·10^-7 Гн/м, ε₁=ε₀=10^-9/36π Ф/м, значения ε₂=ε_a/ε₀ приведены в табл.1, проводимость сред σ₁=σ₂=0.
При решении необходимо:
1. Нарисовать направления падающей, отраженной и преломленной электромагнитной волны, а также ориентацию векторов Е и Н при заданной поляризации. Указать углы падения, отражения и преломления.
2. Определить угол преломления θ_пр, коэффициенты отражения и преломления.
3. Определить угол Брюстера.

Задача 3
Элементарный электромагнитный излучатель (диполь Герца) длиной l, который возбужден током амплитудой I_m с частотой f (табл. 2), находится в воздушной среде.
При решении необходимо:
1. Определить амплитуды векторов напряженности электрического и магнитного полей на расстоянии 20λ (в дальней зоне) и под углом 60⁰ к оси диполя.
2. Определить полную мощность излучения P_Σ.
3. Определить сопротивление излучения  R_Σ диполя Герца.
4. Изобразить на рисунке в полярной системе координат нормированные диаграммы направленности электрического вибратора в плоскости Е и Н.

Выполнены следующие варианты: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Дата выполнения: 02/05/2013

Контрольная работа 2

Контрольная работа 2
Задача 1
Электромагнитная волна с частотой f распространяется в волноводе прямоугольного сечения с размерами широкой и узкой стенок a и b. Среда, заполняющая внутреннюю полость волновода, имеет параметры μ₀=4π·10^-7 Гн/м (μ=1), ε_а/ε₀=1 (табл.3) и σ=0 (отсутствие потерь).
При решении необходимо:
1. Определить длину волны в волноводе V₁₀  для волны Н₁₀.
2. Определить волновое (характеристическое) сопротивление волновода для волны Н₁₀.
3. Определить фазовую V_ф и групповую V_гр скорости распространения волны Н₁₀.
4. Изобразить на рисунке структуру поля волны Н₁₀.
5. Найти вектор Пойнтинга для волны Н₁₀.

Задача 2
Определить типы полей, которые могут распространяться в волноводе с воздушным заполнением и поперечными размерами, приведенными в табл. 3, на частоте возбуждения 2f. Изобразить графически две наивысшие структуры волн, существующих при указанных условиях.

Задача 3
Радиоволна с длиной волны 5 см распространяется от передатчика к приемнику.
1. Определить предельное расстояние прямой видимости между антеннами, установленными на мачтах высотой 50 м, для двух случаев: а) тропосферной рефракцией пренебречь; б) учесть нормальную тропосферную рефракцию.
2. Найти значение эквивалентного радиуса Земли при нормальной тропосферной рефракции.
3. Определить размеры двух областей, существенных для распространения радиоволн, (т.е. рассчитать радиусы первой и шестой зон Френеля) в середине трассы длиной 10 км.

Выполнены следующие варианты: 5, 6 (зад.1, 2)