Читать реферат по физике: "Поширення електромагнітних хвиль у однозв’язних закритих лініях передачі (рефера)" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Реферат на тему:

Поширення електромагнітних хвиль у однозв’язних закритих лініях передачі Прямокутний хвилевід. Круглий хвилевід. Хвилеводи із складною формою поперечного перерізу. [5, 6] Дослідження хвиль у порожнистих хвилеводах однозв’язної форми виконується за наступних припущень: 1) стінки хвилеводу – ідеальні провідники (σ = ∞); 2) всередині хвилеводу – ідеальний діелектрик (σ = 0, ε = μ = 1). Складові поля у порожнистому хвилеводі прямокутного поперечного перерізу розмірів ab (a>b) розміщеного так, щоби початок системи координат знаходився у лівому нижньому куті прямокутника, вісь Ox спрямована вздовж сторони a, Oy – вздовж b, Oz – вздовж напрямку поширення хвилі залежать від її типу.

TM-хвилі (Bz = 0). Частинними випадками розв’язку першого з хвильових рівнянь (5.11) є вирази типу (5.13а):

,

,

,

,

, (6.1)

де Е0 – амплітуда поздовжньої складової напруженості електричного поля; m = 1, 2, ...; n = 1, 2, ...;

.(6.2)

Критична довжина цієї хвилі

.(6.3)

Залежності (6.1) свідчать про те, що у площині поперечного перерізу хвилеводу структура поля відповідає стоячим хвилям. Числа m і п визначають кількість півхвиль, що укладаються у відрізках a і b відповідно. Величини цих чисел хвиль визначають k┴, λкр, а тому і усі параметри спрямованої хвилі. Отже, ці числа однозначно визначають тип хвилі, який позначається символом ТМmn.

TE-хвилі (Ez = 0). Аналогічно до попереднього випадку, хвилі цього типу позначаються символом ТЕmn; числа m і n мають той самий зміст, що й у TM-хвилі. Складові поля описуються виразами:

,

,

,

,

.(6.4)

На відміну від ТМ-хвилі, один з індексів у (6.1) може бути рівним нулю, оскільки при цьому спрямована хвиля існує ().

При відмінних від нуля індексах m і n критична довжина, а тому й усі решта параметри спрямованих хвиль обох типів однакові. Це означає, що умови поширення хвиль типів ТEmn і ТМmn однакові. Такі хвилі називаються виродженими.

У хвилеводі може поширюватись велика кількість хвиль, що відрізняються типом, структурою поля, критичною довжиною та іншими параметрами. Проте при цьому виникають спотворення сигналів, що передаються і підвищується рівень шумів. Тому до хвилеводів ставиться вимога забезпечення однохвилевого режиму. Найпростіше задовольнити ці вимоги при використанні спрямованої хвилі, критична довжина якої якнайбільша; така хвиля називається основною, а решта – вищими.

Оскільки a > b, то згідно (6.3) основною хвилею у прямо-кутному хвилеводі є ТЕ10, для якої λкр = 2a. Складовими поля цієї хвилі є

, ,

, ,(6.5)

а основними параметрами – ,

, , і .

Потужність, що переноситься у прямокутному хвилеводі:

а) основною хвилею

;(6.6а)

б) хвилею ТЕmn

;(6.6б)

в) хвилею ТМmn

.(6.6в)

Структура поля у хвилеводі круглого поперечного перерізу у циліндричній системі координат, вісь Oz якої співпадає з напрямком поширення хвилі, описується функціями Бесселя Jm(k┴r) та їх першими похідними:

а) ТМ-хвилі

,(6.7а)

,(6.7б)

;(6.7в)

б) ТЕ-хвилі

,(6.8а)

,(6.8б)

.(6.8в)

Значення параметра k┴ знаходяться, залежно від типу хвилі, з умови:

а) , для ТМ-хвилі (R – радіус хвилеводу);

б) , для ТЕ-хвилі

і

Похожие работы