Анализ электромагнитного поля в прямоугольном волноводе

Техническое задание. 3
1. Нахождение комплексных амплитуд составляющих вектора  5
2. Определение диапазона частот для бегущей волны 7
3. Определение мгновенных значений составляющих векторов и  8
4. Построение графиков зависимостей амплитуд составляющих векторов поля от декартовых координат. 12
5. Проверка выполнения граничных условий в волноводе (см. рис. 1). 21
6. Комплексные амплитуды плотностей поверхностных токов и зарядов. 23
7. Вычислим средние за период значения объемных плотностей энергий электрического и магнитного полей. 26
8. Определение выражений для комплексного вектора Пойнтинга, среднее за период значение плотности потока энергии, амплитуда плотности реактивного потока энергии. 27
10. Вычисление среднего за период потока энергии через поперечное сечение волновода. 30
11. Фазовая скорость и скорость распространения энергии 31
12. Определение коэффициента затухания волны. 33
13. Расчёт и построение частотной зависимости коэффициента затухания волны в волноводе. 36
14. Определение типа волны, распространяющейся в волноводе, структура силовых линий электрического и магнитного полей этой волны, структура силовых линий плотности поверхностного тока проводимости, протекающего по стенкам волновода. 37
Вывод: 38
В данной работе проведено исследование волны в прямоугольном волноводе. По заданным соотношениям определены все составляющие обоих векторов электромагнитного поля. Проведено исследование зависимости амплитуд составляющих поля от координат в режиме бегущей волны (с переносом энергии) и в режиме стоячей волны (без переноса энергии). В ходе исследования установлено, что вдоль каждой стенки волновода укладывается две полуволны по оси Х. Показано экспоненциальное затухание волны с ростом координаты z в режиме стоячей волны и неизменность амплитуды ее колебаний при изменении координаты z в режиме бегущей волны (без учета потерь). Проведена проверка выполнения граничных условий на стенках волновода. Получены математические выражения для поверхностных токов и зарядов на стенках волновода. Рассчитан вектор Пойтинга в комплексной форме и в форме мгновенного значения. Результаты этого расчета использованы для расчета средней за период энергии, проходящей через поперечное сечение волновода. Рассчитана фазовая скорость и скорость распространения энергии волны в волноводе, их зависимости рассчитаны и построены графически. Рассчитан коэффициент затухания волны при использовании волновода из реального металла с заданной проводимостью, его зависимость от частоты так же рассчитана и показана графически. Установлен тип волны, ее структура, изображенная на соответствующем рисунке.
В процессе выполнения работы противоречий между отдельными е частями не выявлено. Следовательно, математическая модель поля построена верно.

В архиве присутствует (документ .doc, документ с расчетами Mathcad, фотография с заданием)

год сдачи 2010, оценка зачет, Университет Связи и информатики. Все выполнено достойно и красиво)