วิศวกรรมไมโครเวฟ - ตัวอย่างปัญหา

ในบทนี้ให้เราสนุกกับการแก้ปัญหาเชิงตัวเลขที่เกี่ยวข้องกับไมโครเวฟ

ปัญหา 1

ระบบส่งกำลังที่ใช้ท่อนำคลื่น $ TE_ {10} $ mode ของมิติ $ a = 5cm, b = 3cm $ ทำงานที่ 10GHz. ระยะทางที่วัดได้ระหว่างจุดกำลังขั้นต่ำสองจุดคือ1mm on a slotted line. Calculate the VSWR of the system.

วิธีการแก้

ระบุว่า $ f = 10GHz; a = 5 ซม. b = 3 ซม. $

สำหรับท่อนำคลื่น $ TE_ {10} $ โหมด

$$ \ lambda_c = 2a = 2 \ คูณ 5 = 10 ซม. $$

$$ \ lambda_0 = \ frac {c} {f} = \ frac {3 \ times10 ^ {10}} {10 \ times10 ^ 9} = 3cm $$

$$ d_2-d_1 = 1 มม. = 10 ^ {- 1} ซม. $$

พวกเรารู้

$$ \ lambda_g = \ frac {\ lambda_0} {1 - ({\ lambda_0} / {\ lambda_c}) ^ 2} = \ frac {3} {\ sqrt {1 - ({3} / {10}) ^ 2}} = 3.144 ซม. $$

สำหรับวิธีการขั้นต่ำสองเท่า VSWR กำหนดโดย

$$ VSWR = \ frac {\ lambda_g} {\ pi (d_2-d_1)} = \ frac {3.144} {\ pi (1 \ times10 ^ {- 1})} = 10.003 = 10 $$

ดังนั้นค่า VSWR สำหรับระบบเกียร์ที่กำหนดคือ 10

ปัญหา 2

ในการตั้งค่าสำหรับการวัดอิมพีแดนซ์ของเครื่องสะท้อนแสงค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนคืออะไรเมื่อเอาต์พุตของตัวเชื่อมต่อสองตัวคืออะไร 2mw และ 0.5mw ตามลำดับ?

วิธีการแก้

ระบุว่า

$$ \ frac {P_i} {100} = 2mw \ quad และ \ quad \ frac {P_r} {100} = 0.5mw $$

$$ P_i = 2 \ คูณ 100mw = 200mw $$

$$ P_r = 0.5 \ คูณ 100mw = 50mw $$

$$ \ rho = \ sqrt {\ frac {P_r} {P_i}} = \ sqrt {\ frac {50mw} {200mw}} = \ sqrt {0.25} = 0.5 $$

ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน $ \ rho $ ของการตั้งค่าที่กำหนดคือ 0.5

ปัญหา 3

เมื่อใช้ตัวเชื่อมต่อที่เหมือนกันสองตัวในท่อนำคลื่นเพื่อสุ่มตัวอย่างกำลังตกกระทบเป็น 3mw และกำลังสะท้อนเป็น 0.25mwแล้วหาค่า $ VSWR $

วิธีการแก้

เรารู้ว่า

$$ \ rho = \ sqrt {\ frac {P_r} {P_i}} = \ sqrt {\ frac {0.25} {3}} = \ sqrt {0.0833} = 0.288 $$

$$ VSWR = S = \ frac {1+ \ rho} {1- \ rho} = \ frac {1 + 0.288} {1-0.288} = \ frac {1.288} {0.712} = 1.80 $$

ดังนั้นค่า $ VSWR $ สำหรับระบบข้างต้นคือ 1.80

ปัญหา 4

สองตัวที่เหมือนกัน 30dBข้อต่อทิศทางใช้ในการสุ่มตัวอย่างเหตุการณ์และกำลังสะท้อนในท่อนำคลื่น ค่าของ VSWR คือ6 และเอาต์พุตของกำลังตกกระทบการสุ่มตัวอย่างตัวต่อคือ 5mw. ค่าของพลังสะท้อนคืออะไร?