Zadanie 5.1

Rozważany jest falowód prostokątny o bokach a = 3 cm, b = 2 cm.

Ośrodkiem jest powietrze.

Obliczyć wartości częstotliwości granicznych rodzajów Emn, Hmn, dla których m + n ≤ 3.

Uszeregować te rodzaje w kolejności rosnącej częstotliwości granicznej. Jakie jest pasmo pracy falowodu?

Zadanie 5.2

Narysować rozkłady gęstości prądów przewodzenia w ściankach falowodu prostokątnego dla rodzajów:

a) H10, b) H01, c) H20, d) E11.

Zadanie 5.3

Narysować rozkłady gęstości ładunków indukowanych na ściankach falowodu prostokątnego dla rodzajów:

a) H10, b) H01, c) H20, d) E11.

C 05

1

1

Zadanie 5.4

W falowodzie o bokach a = 5 cm, b = 2.5 cm pobudzono falę o częstotliwości f = 5 GHz. Obliczyć parametry fali o rodzaju podstawowym ( v

), gdy:

f, vg, λz, Zf, γz

a) dielektrykiem jest powietrze,

b) falowód wypełniony jest dielektrykiem o εw = 4.36.

Zadanie 5.5

W falowodzie o bokach a = 5 cm, b = 2.5 cm pobudzono falę o częstotliwości f = 1.8 GHz. Obliczyć parametry fali o rodzaju podstawowym ( v

), gdy:

f, vg, λz, Zf, γz

a) dielektrykiem jest powietrze,

b) falowód wypełniony jest dielektrykiem o εw = 4.17.

C 05

2

2

Zadanie 5.6

W falowodzie prostokątnym o bokach a = 2.5 cm, b = 2 cm wypełnionym powietrzem rozchodzi się fala o częstotliwości

f = 10 GHz. Znając maksymalną amplitudę natężenia pola elektrycznego E0 = 50 V/m obliczyć:

a) amplitudy składowych prostopadłej i wzdłużnej natężenia

pola magnetycznego;

b) amplitudę wektora Poyntinga;

c) maksymalną gęstość prądu płynącego w ściankach;

d) maksymalną gęstość ładunku indukowanego w ściankach

falowodu.

C 05

3

3

Zadanie 5.7

W płaszczyźnie z = 0 połączono dwa falowody prostokątne.

Dla z < 0 jest falowód o bokach a = 1.5 cm, b = 1 cm wypełniony dielektrykiem o względnej przenikalności elektrycznej εw = 2.44.

W przestrzeni z > 0 znajduje się falowód powietrzny.

Fala o rodzaju podstawowym rozchodzi się w kierunku + Oz.

Obliczyć współczynnik odbicia fali w płaszczyźnie z = 0 dla częstotliwości:

a) f = 8 GHz, b) f = 12.5 GHz.

Podać przykładowe wzory opisujące fale napięcia i prądu

(w postaci zespolonej i rzeczywistej) dla obu częstotliwości.

Narysować rozkłady amplitud napięcia i prądu dla obu

częstotliwości.

C 05

4

4

Zadanie 5.8

Falowód prostokątny wypełnionym powietrzem o bokach a = 2.5 cm, b = 1 cm zakończono zwarciem. Odcinek falowodu o długości d = 1.5 cm, znajdujący się bezpośrednio przed zwarciem, wypełniono dielektrykiem bezstratnym o względnej przenikalności elektrycznej εw = 4.64.

W falowodzie rozchodzi się fala o rodzaju podstawowym H10 i częstotliwości f = 7.5 GHz.

Obliczyć odległość pierwszego minimum (węzła) fali stojącej od płaszczyzny zwarcia.

Podać przykładowe wzory opisujące fale napięcia i prądu w falowodzie (w postaci zespolonej i rzeczywistej).

Narysować znormalizowane rozkłady amplitud napięcia i prądu.

C 05

5

5