64644
Рассчет и постройка структуры силовых линий ЭМП системы из трёх элементарных электрических вибраторов
Курсовая
Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Подставляя поочередно выражения (2) также функцию Грина неограниченного трехмерного пространства в выражение для векторного потенциала сторонних электрических токов, получим...
Русский
2014-07-09
2.18 MB
3 чел.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТАГАНРОГСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА
КАФЕДРА АНТЕНН И РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
Курсовая работа по дисциплине:
ФСР «Электродинамика»
Техническое задание №7
Выполнил студент группы Р-68
Захарова Елена
Руководитель д.т.н. профессор каф. АиРПУ
Юханов Юрий Владимирович
Таганрог 2010
Техническое задание № 7
1. Рассчитать и построить структуру силовых линий ЭМП системы из трёх элементарных электрических вибраторов, расположенных на расстоянии друг от друга в различные моменты времени.
2. Форма тока , , .
3. Интервал расстояний ,
4. Параметры окружающей среды , ,
5. Интервалы времени
6. Рассчитать и построить ДН и КНД.
Введем декартовую систему координат так, чтобы вибраторы были ориентированы вдоль оси . Ось расположим так, чтобы один из вибраторов лежал на оси, а два других были сдвинуты на расстояние по оси .
Схема расположения вибраторов показана на рис. 1.
Рис. 1
Выражение для векторного потенциала сторонних магнитных токов сторонних электрических токов:
. (1)
Запишем объемную плотность токов в каждом из вибраторов: где р номер вибратора (2)
Подставляя поочередно выражения (2) также функцию Грина неограниченного трехмерного пространства в выражение для векторного потенциала сторонних электрических токов, получим:
, (3а)
,(3б)
(3в)
Так как длина вибратора пренебрежимо мала, выражения (3а), (3б),(3в) можно преобразовать к виду:
, (4а)
. (4б)
(4в)
Для дальнейшего вычисления векторов и удобно перевести выражения (4а - в) из декартовой системы координат (ДСК) в сферическую систему координат (ССК). Эту систему обычно применяют при анализе поля линейных излучателей конечных размеров.
Формулы перехода из ДСК в ССК выглядят следующим образом:
(5)
Так как у нас имеется только одна составляющая , то систему (5) можно преобразовать к виду:
(6)
Используя систему (6), получим составляющие вектора в ССК: (7)
Вектор запишется в ССК следующим образом:
(8)
Поскольку и , то запишем значения составляющих вектора в ССК:
,
, (9)
.
Учитывая, что и, следовательно, производные по равны нулю, то выражения (9) можно записать в следующем виде:
,
, (10)
.
Преобразуем последнее выражение из (12), подставляя в него поочередно (7а) и (7б). В результате получим значения -ой составляющей вектора для первого и второго вибратора:
, (11а)
. (11б)
(11в)
Вектор для системы из двух вибраторов запишется следующим образом:
. (12)
Для построения вектора необходимо перейти из ССК в ДСК. Для получения наглядного изображения, линии вектора лучше всего построить в плоскости . Формулы перехода будут выглядеть следующим образом:
(13)
В плоскости -ая и -ая составляющие вектора для первого и второго вибраторов запишутся следующим образом:
, (14а)
,
, (14б)
Вектор для системы из двух вибраторов в ДСК запишется следующим образом:
(15)
В выражениях для , , , , , при переходе в ДСК необходимо выполнить следующие замены:
(16)
(17)
. (18)
Кроме того, необходимо учесть, что и так как мы работаем в плоскости , то в формулах (16), (17), (18) .
Чтобы построить силовые линии вектора необходимо из комплексных амплитуд найти мгновенные значения. Для этого необходимо воспользоваться формулой (20).
, (19)
. (20)
В результате всех преобразований -ая и -ая составляющие вектора для вибраторов запишутся следующим образом:
, (21а)
, (21б)
(21в)
, (22а)
, (22б)
(23в)
Таким образом, окончательное выражение, используемое для построения вектора в плоскости , будет выглядеть следующим образом:
, (24)
(25)
(26)
Вектор вблизи вибраторов в плоскости .
t=0
t=T/64
t=3T/8
t=T/2
Вектор в дальней зоне () в плоскости .
t=0
t=T/64
t=3T/8
Вектор удобнее всего вычислить по формуле:
. (27)
Введем величину характеристического сопротивления свободного пространства :
. (28)
Используя выражение (30), преобразуем формулу (29) к виду:
. (29)
Учитывая выражение (31) и , запишем значения составляющих вектора в ССК:
,
, (30)
.
Так как мы имеем только одну составляющую вектора , преобразуем выражения (32):
,
, (31)
.
Преобразовывая выражения для и из (33), подставляя в них поочередно выражения (13а) и (13б), получаем:
, (32а)
, (32б)
. (33в)
, (33а)
. (33б)
(33в)
Вектор для системы из трёх вибраторов запишется следующим образом:
(34)
Для построения вектора необходимо перейти из ССК в ДСК. Для получения наглядного изображения, линии вектора лучше всего построить в плоскости . Формулы перехода будут выглядеть следующим образом:
(35)
В плоскости -ая и -ая составляющие вектора для первого и второго вибраторов запишутся следующим образом:
, (36а)
, (36б)
(36в)
, (37а)
, (37б)
(37в)
Вектор для системы из трёх вибраторов в ДСК запишется следующим образом
(38)
В выражениях для , , , при переходе в ДСК необходимо выполнить следующие замены:
,
(39)
(17)
, ; (40)
, ; (41)
.
(42)
Кроме того, необходимо учесть, что и так как мы работаем в плоскости , то в формулах (39 - 42) .
Чтобы построить силовые линии вектора необходимо из комплексных амплитуд найти мгновенные значения. Для этого необходимо воспользоваться формулой (43).
. (43)
В результате всех преобразований -ая и -ая составляющие вектора для первого и второго вибраторов запишутся следующим образом:
, (44)
, (45)
(46) , (47)
(48)
(49)
Окончательное выражение, используемое для построения вектора в плоскости будет выглядеть следующим образом:
, (50)
где
(51)
(52)
Вектор в дальней зоне () в плоскости .
t=0
t=T/64
t=3T/8
В дальней зоне волны от всех вибраторов приходят в точку наблюдения параллельно.
Моя задача вычислить разность хода между направлением распространения воны и направлением на точку наблюдения.
Построение диаграммы направленности:
Запишем мгновенные значения составляющих вектора напряжённости электрического поля.
Известно, что для дальней зоны
Для характеристики направленности
Записываем результирующее выражение для ДН:
Строим диаграмму направленности
Так как электрические вибраторы направлены вдоль оси Z, то:
F(θ,φ)=F(θ) - в силу осевой симметрии
PAGE 2
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
25332. | Функции печени в связи с всасыванием | 45.5 KB | |
В процессах пищеварения она принимает весьма многообразное участие которое проявляется в следующем: желчь активирует ферменты выделяемые поджелудочной и кишечными железами наиболее сильно выражена активация липазы которая расщепляет примерно в 20 раз больше жира после прибавления желчи к раствору; желчь эмульгирует жиры чем способствует их расщеплению и всасыванию; желчь усиливает движения кишок и возбуждает при поступлении в кишечник секрецию поджелудочной железы. Все изложенное свидетельствует о важной роли желчи в пищеварении в... | |||
25333. | Обмен веществ, энергии и информации | 27 KB | |
В процессе обмена веществами энергией и информацией с внешней средой происходит формирование структур живого тела восстановление их снашивающихся элементов а также освобождение энергии для поддержания жизнедеятельности организма. Обмен энергии обеспечивает поддержание жизнедеятельностисохранение устойчивого неравновесного негэнтропийного состояния живого тела. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ТЕПЛООБРАЗОВАНИЕ И ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА Способность организма человека поддерживать постоянную температуру обусловлена сложными биологическими и физикохимическими... | |||
25334. | ОБМЕН БЕЛКОВ | 24.5 KB | |
В состав белков входят различные аминокислоты к вторые подразделяются на заменимые и незаменимые. Из печени такие аминокислоты поступают в ткани и используются для синтеза тканеспецифичных белков. При избыточном поступлении белков с пищей после отщепления от них аминогрупп они превращаются в организме в углеводы и жиры. | |||
25335. | ОБМЕН ЛИПИДОВ | 25.5 KB | |
Общее количество жира в организме человека колеблется в широких пределах и составляет 1020 массы тела при ожирении оно может достигать 4050. Жировые депо в организме непрерывно обновляются. При обильном углеводном питании и отсутствии жиров в пище синтез жира в организме может происходить из углеводов. | |||
25336. | ОБМЕН УГЛЕВОДОВ | 23.5 KB | |
Избыток глюкозы в печени фосфорилируется и переходит в гликоген. При уменьшении концентрации глюкозы в крови резко снижается физическая работоспособность. Важным производным глюкозы является аскорбиновая кислота витамин С которая не синтезируется в организме человека. При голодании запасы гликогена в печени и концентрация глюкозы в крови уменьшаются. | |||
25337. | Водно-солевой обмен | 26.5 KB | |
Тело взрослого человека на 5065 состоит из воды у детей на 80 и более. В разных органах и тканях содержание воды на единицу массы Неодинаково. В мышцах воды содержится 70 во внутренних органах 7585 их массы. Наиболее велико и постоянно содержание воды в крови 92. | |||
25338. | Витамины | 63 KB | |
Витамины выполняют в организме различные каталитические функции и требуются в ничтожно малых количествах. В организме животных для которых необходимо поступление с пищей определенного витамина последний или совсем не образуется или же образуется в недостаточных для удовлетворения физиологических потребностей количествах. Источником витаминов в основном являются растения в кот. | |||
25339. | ТЕПЛОВОЙ ОБМЕН | 33 KB | |
Поддержание теплового баланс осуществляется благодаря строгой соразмерности в образовании тепла и в ее отдаче. Способность человека противостоять воздействию тепла и холода сохраняя стабильную температуру тела имеет известные пределы. МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛООБРАЗОВАНИЯ Образование тепла в организме происходит главным образом в результате химических реакций обмена веществ. В виде первичного тепла рассеивается 6070 энергии. | |||
25340. | ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ | 48 KB | |
Органами выделения у человека являются почки потовые железы легкие кишечник. Выделительные органы почки легкие потовые железы имеют важное значение и в поддержании постоянства концентрации водородных ионов в организме. Поскольку испарение воды с поверхности кожи и альвеол легких понижает температуру тела потовые железы и легкие имеют значение и в терморегуляции. Особое место среди органов выделения занимают сальные и молочные железы. | |||