Моделирование оптических волноводов в СВЧ диапазоне
Автор: kssss • Май 6, 2018 • Лабораторная работа • 289 Слов (2 Страниц) • 630 Просмотры
Федеральное агентство связи
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики»
кафедра СМС
Отчет
«Моделирование оптических волноводов в СВЧ диапазоне»
Новосибирск
2016
Цель работы:
Изучение принципов работы волноводов оптического диапазона.
- Измерение распределения напряженностей полей поверхностной волны в продольном и поперечном направлениях.
- Построение дисперсионной характеристики модели оптического волновода.
Описание лабораторной установки:
[pic 1]
Рисунок 1 - Схема лабораторной установки
1) генератор СВЧ сигналов;
2) волноводный рупорный излучатель;
3) диэлектрический волновод;
4) металлический отражатель;
5) зонд;
6) индикаторный прибор;
7) кристаллический детектор.
Предварительный расчет.
Данные для предварительного расчета:
Вариант № 7
Диапазон частот: 6 ÷11 ГГц
Проницаемость и диаметр сердечника: ε1=5, d=13
Проницаемость оболочки: ε2=2,1
Используя график, для заданной проницаемости сердечника и его диаметра находим фазовую скорость в сердечнике (Vф1), для различных значений частоты указанного диапазона. При расчете следует взять не менее пяти частот в заданном диапазоне. По результатам расчета строим дисперсионную характеристику m(f).
[pic 2]
Рисунок 2 - График проницаемости сердечника
Найдем длину волны по формуле:
[pic 3]
Определим фазовую скорость через коэффициент замедления волны:
[pic 4]
Таблица 1.1 –Результаты предварительных расчетов
f, ГГц | λ, м | d/λ | m | Vф м/с |
6,5 | 0,046 | 0,283 | 0,96 | 3,123×108 |
7,5 | 0,04 | 0,325 | 0,99 | 3.028×108 |
8,5 | 0,035 | 0,371 | 1,02 | 2.939×108 |
9,5 | 0,032 | 0,406 | 1,03 | 2.911×108 |
10,5 | 0,029 | 0,448 | 1,06 | 2.828×108 |
[pic 5]
Рисунок 3 – Дисперсионная характеристика m(f)
Результаты измерений.
Таблица 2 - Результаты экспериментальных замеровλВ и VФ
f, ГГц | l1 min, мм | l2 min, мм | λ в, мм | Vф, м/с |
8,0 | 23 | 38 | 30 | 2,4*108 |
8,5 | 21 | 37 | 32 | 2.72*108 |
9,0 | 24 | 38 | 28 | 2.52*108 |
Таблица 3–Результаты замеров распределения волны в продольном направлении
f, ГГц | x, мм | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 |
8,0 | U, мкВ | 490 | 50 | 610 | 660 | 35 | 560 | 780 | 70 | 260 | 730 | 140 | 160 | 540 | 10 | 145 | 520 |
EY/EY.MAX | 0,793 | 0,253 | 0,884 | 0,92 | 0,212 | 0,847 | 1 | 0,32 | 0,577 | 0,967 | 0,439 | 0,467 | 0,832 | 0,16 | 0,431 | 0,816 | |
8,5 | U, мкВ | 230 | 29 | 350 | 290 | 18 | 315 | 420 | 25 | 160 | 420 | 60 | 90 | 260 | 55 | 100 | 310 |
EY/EY.MAX | 0,74 | 0,263 | 0,913 | 0,831 | 0,207 | 0,866 | 1,0 | 0,244 | 0,617 | 1,0 | 0,378 | 0,463 | 0,787 | 0,362 | 0,488 | 0,859 | |
9,0 | U, мкВ | 225 | 25 | 360 | 325 | 15 | 315 | 385 | 23 | 165 | 410 | 65 | 85 | 260 | 55 | 110 | 320 |
EY/EY.MAX | 0,741 | 0,247 | 0,937 | 0,89 | 0,191 | 0,877 | 0,969 | 0,237 | 0,634 | 1,0 | 0,398 | 0,455 | 0,796 | 0,366 | 0,518 | 0,883 |
...