Harmonická analýza pole v obdélníkovém vlnovoduNa vstupu obdélníkového vlnovodu s rozměry a = 3 cm, b = 1 cm je vybuzeno příčněelektrické pole s videm TE10 a siločarami podle Obr. 1. Vlnovod je na výstupu impedančněpřizpůsoben. Délka vlnovodu je c = 19.2 cm, v prostoru vlnovodu pro 0 < z < c/2 je vzduch,v prostoru pro c/2 <z < c je dielektrikum s relativní permitivitou εr = 2.1, vstupní výkon je10 W. Stanovte parametry rozptylu tzv. S-parametry, které určují poměr vlny incidenční(postupující) a odražené, dále odražený výkon, přenášený výkon, rozložení pole ve vlnovodu,poměr stojatých vln a velikost koeficientu odrazu.
Rozměry vzduchového rezonátoru jsou 0. 3b).3 Určete vlastní
kmitočet příčně elektrického pole videm TE101. a), rozměr rezonátoru roven polovině vlnové délky.
Okrajové podmínky jsou patrné Obr. Dutinový rezonátor vznik stojaté TE101
Fyzikální model
Bezeztrátové dielektrikum parametry µ0, ε0.FEKT Vysokého učení technického Brně
Analýza rozložení pole dutinovém rezonátoru
Pomocí modální analýzy pravoúhlém dutinovém bezeztrátovém rezonátoru stanovte
prostorové rozložení vektorů elektrického magnetického pole, vlastní kmitočet vidová
čísla.
Obr.
Materiál charakterizující bezeztrátové prostředí uvnitř vlnovodu bude popsán relativní
permitivitou permeabilitou
Material Props, Material models, electromagnetics,
y
y b
x xz
z c
E 0
b
a
H
λg/2
γ 0
z
a) b)
.
Numerický model
Pole modelujeme celém prostoru dutinového rezonátoru, neznámou veličinou tečná
složka intenzity elektrického pole definovaná středu hran konečných prvků.3 výška 0.4 0.
Definujeme konstanty
Kmitočet MHz, 100 GHz, rozměry vlnovodu šířka 0.4 m,
délka (délka vlny vlnovodu), počet modu modes 1. vybuzení pole rezonátoru něm
vznikne stojatá půlvlna viz Obr.
Matematický model
Pro stojatou vlnu TE101 jsou výchozí diferenciální rovnice popisující příčně elektrické
pole vlnovodu, kde platí následující
2 2
t t
jj
, zz
y x
kH H
E H
k x
ω ∂
= −
∂ ∂
22222
t zyx kkkkk −=+= .
Preprocesor
Element Type, Add, Library Element Types zvolit Electromagnet nabídky vybrat
3D brick120, Options nastavit second order element
