Csőtápvonal
Négyszög keresztmetszetű csőtápvonal (Rectangular waveguide) | |
Négyszög keresztmetszetű csőtápvonal. | Az elektromos térerősség terjedése a csőtápvonalban. [Kattints a képre az animáció megtekintéséhez.] |
|
Contents
[hide]A feladat célja
A hallgató megismerje a végeselem-módszer főbb lépéseit, mint a modell előkészítése (geometria elkészítése vagy importálása), anyagparaméterek, peremfeltételek és gerjesztés megadása egy négyszög keresztmetszetű csőtápvonal esetében. A szimuláció beállításai és eredményei elősegítsék a más tárgyakból tanult elméleti ismeretek elmélyülését.
A feladat megoldása során azzal nem foglalkozunk, milyen módon lehet a csőtápvonalba jelet juttatni.
A feladat megoldásához szükséges ismeretek
- A végeselem-módszer lépései;
- A Maxwell-egyenletek teljes rendszerének ismerete (hullámegyenlet ismerete);
- Csőtápvonal működésének ismeret.
A vizsgált csőtápvonal
A feladat geometriai méretei: a=2cm
A geometria elkészítését és a beállításokat a feladathoz készült YouTube videóban részletezem.
Azonban egy csőtápvonal szimulációja előtt érdemes meghatározni a vágási frekvenciát (vagy határfrekvenciát, ami alatt nincs hullámterjedés a csőtápvonalban). A vágási frekvencia a következő összefüggéssel határozható meg [1] [2]:
- fh,mn=12√με√(ma)2+(nb)2,
- fh,mn=12√με√(ma)2+(nb)2
ahol μ
A levegővel kitöltött csőtápvonalnál TE10
- fh,10=12√μ0ε0√(10,02)2+(00,01)2=12√μ0ε0⋅0,02=7,4926GHz≈7,5GHz.
- fh,10=12√μ0ε0√(10,02)2+(00,01)2=12√μ0ε0⋅0,02=7,4926GHz≈7,5GHz
A szimulációval kapott eredmények
Az áramsűrűség a réz vezető keresztmetszetében 50 Hz-en. | Az áramsűrűség a réz vezető keresztmetszetében 500 Hz-en. |
Az áramsűrűség a réz vezető keresztmetszetében 50 Hz-en. | Az áramsűrűség a réz vezető keresztmetszetében 500 Hz-en. |