- •Тема №5. Элементы общей теории волноводов
- •5.2. Решение волновых уравнений для направляемых волн
- •Методика расчета полей в волноводах
- •5.3.3. Длина волны в волноводе
- •5.3.4. Фазовая скорость, скорость переноса энергии, групповая скорость
- •6.1. Эмп в прямоугольном волноводе. Определение продольных и
- •6.1.1. Определение продольных компонент поля Постановка задачи
- •Волна типа ē
- •Волна типа
- •6.1.2. Определение поперечных компонент поля
- •6.2. Диаграмма типов волн. Основная волна прямоугольного волновода и ее
- •6.2.1. Диаграмма типов волн. Основная волна прямоугольного волновода
- •6.2.2. Методика построения структуры волн в прямоугольном волноводе
- •3.3. Структура волн высших типов.
- •Основной волной в круглом волноводе является волна н11.
- •Тема №8. Объемные резонаторы.
- •8.1. Общие сведения о резонаторах. Классификация.
- •8.2. Объемные резонаторы волноводного типа.
- •8.2.1. Объемные резонаторы волноводного типа с бегущей волной.
- •8.2.2. Объемные резонаторы волноводного типа со стоячей волной.
- •8.2.3. Добротность объемного резонатора
- •8.2.4. Структура полей в резонаторах волноводного типа.
- •Тема №9. Элементы техники свч.
- •9.2. Волноводные тройники
- •9.3. Частотные фильтры.
- •9.4. Фильтры типов волн.
- •9.5. Волноводные соединения, изгибы, скрутки, вращающиеся сочленения,
- •9.6. Мостовые схемы свч.
- •9.6.1. Двойной волноводный тройник.
- •9.6.2. Волноводно-щелевой мост.
- •9.6.3. Кольцевой волноводный мост.
- •9.7. Направленные ответвители.
- •9.8. Волноводные устройства с ферритами.
- •9.9. Антенные переключатели.
- •Раздел №2. Распространение радиоволн. Тема №1. Область пространства существенная для распространения радиоволн.
- •1.2. Понятие о зонах радиосвязи (видимости) рэт.
- •1.3. Принцип Гюйгенса-Френеля. Область пространства, существенная для
- •Амплитуда поля за препятствием.
- •1.4. Принцип отражательной трактовки. Участок поверхности,
- •1.5. Отражение радиоволн при горизонтальной и вертикальной
- •Тема №2. Ррв в тропосфере.
- •Эффекты, происходящие с радиоволнами при распространении в тропосфере:
- •Ослабление рв
- •Тема №3. Ррв в ионосфере.
- •3.1. Общие сведения о физике ионосферы. Образование ионизированных
- •3.2. Особенности реальной ионосферы. Эффекты ррв в ионосфере.
- •3.3 Электрические параметры ионосферы. Плазменная частота.
Тема №5. Элементы общей теории волноводов
5.1. Линии передачи СВЧ.
5.1.1. Классификация линий передачи.
Проволочные линии используются в гектометровых, метровых, дециметровых волнах.
Радиочастотные кабели: расчет коаксиальных кабелей идет по волновому сопротивлению. Довольно большой спектр кабелей в зависимости от затухания и волнового сопротивления.
Волноводы используются на см, мм, дм. На метровых уже не используются. Потому что на метровых волнах должен быть волновод слишком большого размера.
Линии открытого типа – мм длины волн.
Рис. 5.2 А – диэлектрический волновод. Б – полый волновод прямоугольного и круглого сечения.
Рис.5.3
А – специального сечения П и Н.
Б – симметричные линии – подложка, диэлектрик. Бывает и сверху МЕ слой.
В – коаксиальный кабель
Г- двухпроводная линия открытого типа и закрытого типа
Рис. 5.4
А - Если волновод одного сечения, без изгибов и заполнен однородным диэлектриком (воздухом) – однородный регулярный.
Б-заполнен однородным диэлектриком и имеет изгиб.
В-внутри пластина(например, феррит для согласования) и изгиб
5.1.2. Классификация направляемых волн.
В коаксиальном кабеле и длинной линии передается волна типа-Т – поперечная волна. Поперечная волна имеет в своем составе Е и Н, которые ортогональны распространению То есть продольных составляющих Е и Н нет.
В волноводе волна типа Т распространяться не может. Объяснение – Рис. 5.6 и формулы под ним.
Волна Т-типа – поперечная волна – векторы Е и Н расположены в ортогональной плоскости распространению волны (вектору П). Используется при передаче Э.М.энергии в наших системах. В прямоугольном волноводе не распространяется.
Волна Е-типа – поперечно-магнитная – волна Е-типа имеет поперечную составляющую магнитного поля, поперечную и продольную составляющую электрического поля.
Волна Н-типа – имеется продольная составляющая магнитного поля.
Волны ЕН-типа – продольная составляющая Еи Н. Встречаются редко. Описаны не густо.
Далее нужно выяснить как и что мы будем передавать в полом волноводе.
Аналогично длинным линиям в полом волноводе справедливы режим бегущих, стоячих и смешанных волн.
Чтобы возбудить в волноводе электромагнитную волну (передатчик формирует радиосигнал, а его нужно передать в волновод) при помощи штыря, петли и т.д.
Возникает вопрос, где воткнуть этот штырь? Штырь возбуждает ЭП, а оно порождает МП, а оно ЭП. Там, где максимум электрических силовых линий.
Если петлей – в максимум магнитных силовых линий, т.к. петля – рамка с током.
Как найти максимум?
Полый волновод заполнен диэлектриком => равна нулю и тока проводимости нет. А вихревое магнитное поле создается только током смещения.
Ток смещения со направлен с Е, но сдвинут по фазе на 90 градусов =>л/4.
Следовательно, должна быть продольная составляющая Е. Поэтому поперечная волна в волноводе распространяться не может.
Доказательство от противного:
Пусть волна типа Т распространяется. Ну а раз распространяется, то запишем первый закон : . Тока проводимости нет, но есть ток смещения. Ток смещение порождает вихревое МП. А ток смещения направлен от нас и вокруг него замыкаются магнитные силовые линии. А ток смещения – это изменяющееся во времени ЭП.. То есть ток смещения совпадает по направлению сЕ, только сдвинут по фазе на, то есть отличаются на четверть длины волны. А раз так, то наше предположение не верно. Должна быть продольная составляющая вектораЕ.