Читать реферат по физике: "Поширення електромагнітних хвиль у спрямовуючих системах (рефера)" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

, (5.7)

що відповідає плоскій хвилі, яка поширюється у другому (з меншою оптичною густиною) середовищі вздовж площини розділу з хвильовим вектором k||. Амплітуда цього поля спадає за експоненціальним законом у напрямку нормалі до площини розділу середовищ. Це означає, що така хвиля практично не проникає у друге середовище, а поширюється у тонкому шарі поблизу площини розділу. Такі хвилі називаються поверхневими. Рівність хвильових векторів спрямованої і поверхневої хвиль свідчить про рівність їх фазових швидкостей. При повному відбиванні від поверхні ідеального провідника поверхнева хвиля відсутня.

На відміну від плоскої хвилі, що поширюється у необмеженому просторі, спрямована хвиля має поздовжні складові Ez і Hz. Якщо відбита хвиля має поляризацію паралельну до площини падіння, то спрямована хвиля має поздовжню складову напруженості електричного поля; у випадку нормальної поляризації – магнітного. Залежно від наявності чи відсутності поздовжніх складових поля, розрізняють чотири класи спрямованих хвиль:

T-хвиля (поперечна) – хвиля, векториіякої лежать у площині, перпендикулярній до напрямку поширення, тобто Ez = = Hz = 0.ТМ- або E-хвиля (електрична) – хвиля, векторякої має поперечну і поздовжню складові, а векторлежить у площині, перпендикулярній до напрямку поширення, тобто Ez ≠ 0, Hz = 0.ТЕ- або H-хвиля (магнітна) – хвиля, векторякої має поперечну і поздовжню складові, а векторлежить у площині, перпендикулярній до напрямку поширення, тобто Ez = 0, Hz ≠ 0.EH- або HE-хвиля (гібридна) – хвиля, векториіякої мають поперечну і поздовжню складові, тобто Ez ≠ 0 і Hz ≠ 0.

Пристрій, що обмежує область поширення електромагнітних коливань і спрямовує потік енергії у заданому напрямку, називається лінією передачі або спрямовуючою системою. Найпростішою типом спрямовуючої системи є плоска межа розділу двох середовищ, яка забезпечує повне відбивання падаючої хвилі.

Розрізняють два типи спрямовуючих систем: відкриті лінії передачі і хвилеводи. Поле хвилеводу екрановане його зовнішньою оболонкою і тому відсутнє у навколишньому просторі. У відкритих лініях поле не екрановане ззовні і існує у просторі навколо лінії. У техніці зв’язку розрізняють двопровідну, однопровідну, смужкову і діелектричну лінії передачі, а також хвилеводи різного профілю (прямокутний, круглий, еліптичний, коаксіальний і т.п.) і світловоди – волокнистий і плоский, які використовуються у різних частотних діапазонах.

За відсутності сторонніх джерел і вільних зарядів вектори напруженості монохроматичного електромагнітного поля спрямованої хвилі задовольняють рівнянням Гельмгольца (4.16) розв’язок яких можна шукати у вигляді

,(5.8)

у декартовій системі координат або

,(5.9)

– у циліндричній. Множниквідповідає хвилі, яка поширюється у напрямку осі Oz, що співпадає з віссю лінії передачі. Залежність від поперечних координат множників перед ним відображає характерну особливість неоднорідних хвиль. У обох вказаних системах координат оператор Лапласа можна записати у формі , тоді рівняння Гельмгольца набувають вигляду

, .(5.10)

Система векторних рівнянь (5.10) еквівалентна системі шести скалярних рівнянь відносно компонент поля. Зазвичай шукають розв’язки

Похожие работы