Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.1 Ống dẫn sóng (ods) hai bản song song khơng tổn hao lý
tưởng, bên trong là khơng khí, có a = 1 cm, truyền đi tín hiệu ở
tần số 20 GHz. Xác định:
a) Tần số tới hạn bé nhất của ods này ?
b) Bước sóng trong ods ?
(Ans: a) 15 GHz b) 2.27 cm )
7.2 Ống dẫn sóng (ods) hai bản song song khơng tổn hao lý
tưởng, bên trong là khơng khí, có a = 2 cm, truyền đi tín hiệu ở
tần số 20 GHz. Xác định: (a) Tất cả các kiểu sóng có thể truyền
trong ods và tần số tới hạn tương ứng ? (b) Vận tốc pha của 2
kiểu sóng TM có tần số tới hạn bé nhất ? (c) Giá trị max của kích
thước a để chỉ có 1 kiểu sóng truyền trong ods ở tần số trên ?
(Ans: (a) TM00(0), TE/TM10(7.5G), TE/TM20(15G) (b) 3&3.23166*108m/s (c) 0.75cm )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.3 Ống dẫn sóng (ods) hai bản song song khơng tổn hao lý
tưởng, bên trong là khơng khí, có a = 3 cm. Tìm giá trị (góc
phản xạ tại thành ống) cho mỗi trường hợp : (a) Kiểu TE10, f = 6
GHz. (b) Kiểu TE10, f = 15 GHz .(c) Kiểu TE20, f = 15 GHz .
(Ans: (a) 33.56o (b) 70.53o (c) 48.19o )
7.4 Ống dẫn sóng (ods) hai bản song song khơng tổn hao lý
tưởng, có a = 3 cm, bên trong là điện môi lý tưởng ( = 0; =
6,250). Tìm giá trị trở sóng của ods cho mỗi trường hợp : (a)
Kiểu TE10, f = 3 GHz. (b) Kiểu TM10, f = 3 GHz .(c) Kiểu TE10, f
= 6 GHz .
(Ans: (a) 202.3 (b) 112.4 (c) 159.94 )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.5 Ống dẫn sóng (ods) hai bản song song khơng tổn hao lý
tưởng, bên trong là điện môi lý tưởng ( = 0; = 90). Tìm giá trị
kích thước a để tần số làm việc f = 6 GHz vừa đủ lớn hơn 20%
tần số tới hạn của kiểu cơ bản (tức là kiểu sóng có tần số tới hạn
bé nhất) ?
(Ans: 1 cm )
7.6 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật không tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy không khí, kích thước axb = 2,28cm x 1,01cm,
kích hoạt ở tần số f = 17 GHz. Xác định: (a) Các kiểu sóng TEmn
có thể truyền trong ods ? (b) Dải tần số để chỉ có một kiểu sóng
có thể truyền trong ods ?
(Ans: a) TE10, TE20, TE01, TE11 b) 6,57 GHz < f < 13,1 GHz )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.7 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật khơng tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy khơng khí, kích thước axb = 7cm x 4cm, kích
hoạt ở tần số f = 6 GHz. Xác định: các kiểu sóng có thể truyền
trong ods ? Kiểu cơ bản và kiểu không truyền được đầu tiên ?
(Ans: TE10-TE20-TE01-TE11-TM11-TE21-TM21;
TE10;
TE30 )
7.8 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật không tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy điện mơi (r= 1; r = 3), được kích hoạt ở tần
số f = 5 GHz. Tìm kích thước a và b của ods (giả sử a > b) sao cho
tần số kích hoạt f vừa đủ lớn hơn 30% tần số tới hạn của kiểu
TE10 và bé hơn 25% tần số tới hạn của kiểu cao liền kề.
(Ans: axb = 2.25cm x 1.3cm )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.9 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật khơng tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy điện môi (r= 1; r = 3), kích thước axb = 6cm
x 3cm, kích hoạt ở tần số f = 5 GHz. Xác định các thông số : fth,
mn, mn, vmn và ứng với kiểu sóng TE10 ?
(Ans: 1.44 GHz, 173.65 rad/m, 0.036m, 1.81*108m/s, 227.3 )
7.10 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật khơng tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy điện môi (r= 1; r = 3), kích thước axb = 6cm
x 3cm, kích hoạt ở tần số f = 5 GHz. Xác định các thông số : fth,
mn, mn, vmn và ứng với kiểu sóng TM11 ?
(Ans: (a) 3.225 GHz, 138.55 rad/m, 0.0453m, 2.267*108m/s, 166.32 )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.11 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật khơng tổn hao lý tưởng,
kích thước axb = 4cm x 2cm, bên trong lấp đầy 2 phần điện mơi
như Hình 7.11. Sóng điện từ tần số f = 10 GHz, truyền đi ở kiểu
TM11, từ phần 1 sang phần 2. Xác định: (a) Hệ số sóng đứng trên
phần 1 ? (b) Chiều dài và độ thẩm điện của ods phần tư sóng
(cho r= 1) để hòa hợp giữa 2 phần .
Phần 1
(0, 0)
Phần 2
(0, 90)
Hình 7.11
z
(Ans: (a) 1.7 (b) 0.366 cm, 4.90 )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.12 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật khơng tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy khơng khí, kích thước axb = 2,29cm x 1,02cm,
truyền đi kiểu cơ bản ở tần số f = 7 GHz. Xác định: (a) Tần số tới
hạn và trở sóng của kiểu sóng được truyền trong ods ? (b) Cơng
suất trung bình truyền qua tiết diện ngang của ods biết biên độ
cực đại của trường điện là 1000 V/m ?
(Ans: a) 6.55 GHz; 1069 b) 54,6 mW )
7.13 Ống dẫn sóng (ods) hình vng (a = b) khơng tổn hao lý
tưởng, bên trong lấp đầy khơng khí, được kích hoạt ở tần số f = 6
GHz. Tìm khoảng giá trị của kích thước a để kiểu TM11 truyền
trong ods với hệ số an toàn là 20%. (tức là tần số kích hoạt f phải
vừa đủ lớn hơn 1,2fth của kiểu TM11 và bé hơn 0,8fth của kiểu cao
liền kề )
(Ans: 4.24 cm < a < 4.47 cm )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.14 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật khơng tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy khơng khí, kích thước axb = 8,64cm x 4,32cm,
truyền đi kiểu TE10 ở tần số f = 3 GHz. Xác định: (a) Tần số tới
hạn, hệ số pha và trở sóng của kiểu sóng TE10 ? (b) Các thành
phần (trị phức) trường điện và từ trong ods biết cơng suất trung
bình truyền qua tiết diện ngang của ods là 385 W ?
(Ans:
CuuDuongThanCong.com
a) 1,74 GHz; 51,2 rad/m; 462,8
b) Ez = Ex = Hy = 0
Ey = -j13818sin(πx/a)e–jz
Hx = j29,86sin(πx/a)e–jz
Hz = 21,2cos(πx/a)e–jz )
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.15 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật khơng tổn hao lý tưởng,
bên trong lấp đầy khơng khí, kích thước axb = 4,75cm x 2,2cm,
truyền đi kiểu TM11 ở tần số f = 10 GHz. Xác định: (a) Tần số tới
hạn, hệ số pha và trở sóng của kiểu sóng TM11 ? (b) Các thành
phần (trị phức) trường điện và từ trong ods ? Cơng suất trung
bình truyền qua tiết diện ngang của ods ? (biết biên độ cực đại
của thành phần dọc trục trường điện là Ezm = 5.104 V/m).
(Ans:
CuuDuongThanCong.com
a) 7,514 GHz; 138,2 rad/m; 248,8
b) Ez = 5.104sin(πx/a)sin(πy/b)e–jz
Ex = -j18453,5cos(πx/a)sin(πy/b)e–jz
Ey = -j39843sin(πx/a)cos(πy/b)e–jz
Hx = j160,14sin(πx/a)cos(πy/b)e–jz
Hy = -j74,2cos(πx/a)sin(πy/b)e–jz
Hz = 0
P = 1012,4 W )
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 7: Ống dẫn sóng – Hộp cộng hưởng
7.16 Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật, kích thước axb = 2,54cm
x 1,3cm, bên trong lấp đầy điện mơi thực có r = 1 và độ thẩm
điện phức ẽ = 0(50 – j0,2).
a) Xác định tần số tới hạn (fth) của kiểu TE10 ?
b) Giả sử tần số kích hoạt f = 1,25fth, tính hệ số tắt dần trên đơn
vị chiều dài ods do tổn hao trong điện mơi ?
c) Tính chiều dài đoạn ods để công suất truyền qua tiết diện ods
gỉam 50% so với giá trị đầu ?
(Ans: a) 0.835 GHz b) 0.515 Np/m c) 0.67m )
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM