Tentin tekstisisältö

ELT-47426 Transmission lines and waveguides - 28.02.2014

Tentin tekstisisältö

Teksti on luotu tekstintunnistuksella alkuperäisestä tenttitiedostosta, joten se voi sisältää virheellistä tai puutteellista tietoa. Esimerkiksi matemaattisia merkkejä ei voida esitää oikein. Tekstiä käytetään pääasiassa hakutulosten luomiseen.

Alkuperäinen tentti
”

ELT-47426 Transmission lines and waveguides

Small Exam II, Feb 28th 2014. Answer to all guestions.

Jari Kangas
(a) A rectangular waveguide with dimensions a = 1.5 cm, b = 0.8 cm is filled with a dielectric

I
with permeability uo and relative permittivity 4. The magnetic field inside the guide is
given as
Hz =2sin (=) cos (27) sin(m10'4 — 82) A/m.
a

Find: (4 p. in total)
i. The mode that is propagating inside the guide.
ii. The cutoff freguency. €, < 2.95 j0' Hz 2 ls
iii. The propagation constant. P> 17 22 + s E
iv. The wave impedance. 16=?21/4 / =
(b) Consider rectangular airfilled waveguide. Determine criteria for having maximum band-
width for such a structure such that it also offers maximum power withstand for dominant hd
a s£

w

mode. Determine the corresponding cut-off wavenumber. (4 p.)
2. Look at the pictures of a simulation case on the other paper. Explain what kind of settings
(parameters, conditions) are inherent in the simulation case. Consider them from EM field [

k

analysis point of view. (4P.) —«
3. (a) Consider transmission line and waveguide analysis, your task is to explain key differences 2
between them. (3 p.)
(b) Explain how to check orthogonality of different modes in a spherical cavity. Reason also
. l

why orthogonality of different modes is of interest and where it can be used. (3 p.)

Miscellaneous information
e Resonance freguency of a rectangular cavity resonator can be expressed as

1 12 2
fo 7 aVt+(7)

where /19 = 4 x 10 7H/m and € = 8.854 x 10 F/m.

 

For rectangular waveguides average power is given and field components are related as:
2 0353 GWH
(6 Eh, == and (Pu) < yi8 Pii
8? M (n?a? + m?0?) 8? (n?a? + m20?)

1 : E
jAV:E, — juu2 x ViH,).

a == I
1 = =P (i8V:H> + jwe2 x V:E)), Ei= P=R (

Constants in free space and some formulas:

€ speed of light in vacuum c = 2.99792458 « 108m /s = 3 x 108m/s

e intrinsic impedance 10 = as = 1207 O

e ec*=l1+oif|x| small

 

Ei
Eigenfreguency=9.554751e8 Surface: Electric field norm (V/m) Arrow Surface: Electric displacement field

 

 

JI T T = T T T T T T A 1698.6
”i
0,025 1600
0.02 1400
ST 1200
) 1000
1 800
-0.005 600
008 e
1.02 200
-0.025 +; L L 1 1

L 1 L L L L

-0.08 -0.06 -0.04 -0.02 o 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 W 5.4238x10%

 

Eigenfreguency=9.554751e8 Surface: Magnetic field, z component (A/m)

 

0,045 = , - : , ä , <a. 7
L A -3.8878x10
o
0.025 -0.5
0.02 4
0,015 15
0.01 a
0.005 - 25
0,005 - 3
-0.005 3.5
-0.01 4
-0.015 45
-0.02 55
-0.025 L , i : ; : i i ;

 

-0.08 -0.06 -0.04 -0.02 o 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 V -5.404

Eigenfreguency=9.554751e8 Surface: Magnetic flux density, z component (T)

 

0,045 r i - - r - ' - i i : A 4.8856x10
0.04 etä
0,035 x107
S
oli 2
0.01 z
0.005 -30
88 50
0. -5
-0,015
-0.02 -60
-0.025 6, ; i ; i

L L L fi 1

-0.08 -0.06 -0.04 -0.02 o 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 V -6.7909x10*

 

 

 

 


Käytämme evästeitä

Tämä sivusto käyttää evästeitä, mukaanlukien kolmansien puolten evästeitä, vain sivuston toiminnan kannalta välttämättömiin tarkoituksiin, kuten asetusten tallentamiseen käyttäjän laitteelle, käyttäjäistuntojen ylläpitoon ja palvelujen toiminnan mahdollistamiseen. Sivusto kerää käyttäjästä myös muuta tietoa, kuten käyttäjän IP-osoitteen ja selaimen tyypin. Tätä tietoa käytetään sivuston toiminnan ja tietoturvallisuuden varmistamiseen. Kerättyä tietoa voi päätyä myös kolmansien osapuolten käsiteltäväksi sivuston palvelujen tavanomaisen toiminnan seurauksena.

FI / EN