IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение.

Для реализации поставленной задачи нам необходимо собрать установку согласно блок схемы рис.1, где используется СВЧ генератор типа Г3-14А (1), излучающая антенна (2) ориентированная к металлической поверхности (3) под углом 45 градусов, подвижная приёмная антенна в виде зонд-детектора (4), устройство отображения информации (5)- осциллограф С1-77.

Рис.1.Структурная схема установки.1-генератор,2-передающая антенна, 3-металлическая поверхность, 4- зонд-детектор, 5-осциллограф.

Передающую антенну 2 располагаем на расстоянии 50 см от места падения и ориентируем её к нормали металлической поверхности 3 под углом 45.Приёмная антенна в виде зонда- детектора свободно перемещается по дуге с радиусом 50см.Информация отображается на осциллографе 5. Сканируем приёмный сигнал зонд-детектором от 0 до 90. Полученные данные заносим в таб.1.

Таблица 1.

Результаты сканирования отражённой электромагнитной волны от металлической поверхности

п/№	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0	10	20	30	45	50	60	70	80
I	5	7	17	21	29	17	12	2	5

По экспериментальным данным строим график рис.2.

Рис.2.График сигнала отраженного от металлической поверхности.

Для решения поставленной задачи, а именно уменьшить уровень отражённого от металлической поверхности сигнала, воспользуемся искусственным диэлектриком [1] выполненного из композитного материала. Искусственный диэлектрик – это среды, изготовленные из проводящих или непроводящих элементов, в которых могут распространятся электромагнитные волны. Электрические свойства аналогичны естественным диэлектрикам и описываются показателем преломления n. В зависимости от типа диэлектрика среды могут быть ускоряющими n 1. Форма элементов может быть любой шарообразной, круглой, прямоугольной, квадратной. Элементы симметрично располагаются в пространстве создавая объёмную или плоскую структуру. Показатель преломления для шаров или дисков можно рассчитать по формуле:

n =

где r- радиус, s-расстояние между центрами шаров или дисков. В нашем эксперименте взяты шары диаметром 2 см, при расстоянии между центрами шаров в плоской структуре 3см. То показатель преломления для такой структуры n=1,43 [2] рис.3.

Рис.3.Плоский искусственный диэлектрик.

На рис.3 показан искусственный диэлектрик выполненный из композитного материала с керамической матрицей, в качестве наполнителя использовался графит. Элементы диэлектрика шары диаметром 20мм.Расстояние между центрами шаров 3см.

Элементы структуры располагались на металлической поверхности согласно рис.4. по схеме рис.3. Сигнал от излучателя 1 падает на металлическую поверхность 3 на которой лежит искусственный диэлектрик 6 с показателем преломления 1,43. Отраженный сигнал фиксируется зонд-детектором 2 который закреплён на подвижной штанге 4.Сканирование осуществляется в пределах 0-90.

Рис.4.Отражающая поверхность с искусственным диэлектриком. а.1. Излучатель. 2.Приёмник. 3.Металлическая поверхность.4.Штанга. 5.Транспортир.6.Искусственный диэлектрик.7.Шнур от приёмной антенны к осциллографу. б. Сигнал от чистой металлической поверхности показана форма принимаемаи. с. Сигнал от поверхности с искусственным диэлектриком.

На графике рис.5. показаны сканированные сигналы в пределах 0-90

Рис.5.Гашение сигнала.1.Сигнал от металлической поверхности.2.Сигнал от поверхности покрытой искусственным диэлектриком.

На рис 4.б. показана форма отражённого сигнала от металлической поверхности, на рис.4с форма сигнала от металлической поверхности покрытой искусственным диэлектриком. При этом ослабление сигнала К = 20 = 16,4Дб.

Таким образом, чтобы ослабить отражённый сигнал от металлической поверхности можно использовать плоские структуры выполнение из композитного материала с керамической матрицей из искусственного диэлектрика.

Литература.

1.Кок У. Звуковые и световые волны.Изд.Мир.М.1966.С.159.

2.Оглоблин Г.В. Опыты со звуковыми и электромагнитными волнами: Учебное пособие. - Комсомольск на Амуре: Изд. КГПУ, 2001. -92с

Код для цитирования: Скопировать