3.3. Структура волн высших типов.

Волна Н₀₁^□

Рис. 6.10

Вдоль широкой стенки – равномерное распределение. Вдоль узкой стенки – одна полуволна.

Волна Н₁₁^□

Рис.6.11

Волна E₁₁^□

Рис.6.12

Мы строим структуру поля для того, чтобы знать как запитать волновод, в какой точке.

3.4. Устройства связи линии передачи с нагрузкой.

А зачем это нужно? Например, есть передатчик. Сформировали по структуре сигнал с соответствующим спектром. Теперь нужно передать спектр этого сигнала по волноводу. То есть в волноводе нужно возбудить волну основного типа. А как возбудить? Для этого нужны знания структуры типов волн.

Волна H10 возбуждается штырем и рамкой с током(2 штыря).

Если штырем, то нужно штырь разместить в волноводе в максимуме силовых линий электрического поля. А максимум силовых линий ЭП находится посередине.

Если волна H20 – согласно структуре поля нужно поставить 2 штыря.

Рис. 6.13

Если необходимо возбудить волны H01, то мы ставим штырь в прорезь узкой стенки волновода.

Если возбуждать H10 петлей, но петлей возбуждается реже, поскольку эта система более узкополосная, то ее помещают в максимум силовых линий МАГНИТНОГО поля.

Рис.6.14

Используют возбуждение Э.М. энергии из волновода в волновод.

Прорезается щель в максимуме поверхностных токов. Щель возбуждается и наводит в соседнем волноводе тоже электромагнитное поле.

Рис. 6.15

Различные конструктивные особенности подобных устройств представлены на Рис.6.16. Все они направлены на то, чтобы увеличить пропускную способность.

Чтобы расширить диапазон:

1. Штырь с перекладиной

2. Пуговичный штырь

3. Треугольный штырь

4. Каплевидный штырь

Все это позволяет возбудить волну с нужными качествами.

Штырь также нужно согласовывать с волноводом путем выбора его размеров и места включения. Чтобы штырь имел чисто активное входное сопротивление, его длина должна быть примерно равной четверти длины волны в волноводе.

Закороченный участок должен иметь расстояние половины длины волны.

Рис. 6.16

Как выбрать размеры волновода под длину основной волны (Ровно 2aне берем, потому что там уже идет большое затухание. Можно посмотреть по диаграмме длин волн.):

Узкая стенка волновода влияет в основном на мощность передачи.

Если волна идет большой мощности, а стенка bслишком узкая, то может быть пробой.

ТЕМА №7. КРУГЛЫЕ ВОЛНОВОДЫ И ВОЛНОВОДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ

Круглые волноводы используются довольно редко, но тем не менее используются.

7.1. ЭМП в круглом волноводе

Методика расчета волновода круглого сечения практически та же самая, только здесь используется сферическая система координат.

Поскольку волноводы используются во вращающихся сочленениях, переходах и т.д., то математику пропустим.

Используется цилиндрическая система координат.

Продольные компоненты для Е и Н волны:

a- радиус

Jm- функция Бесселя

Um,n– корень функции Бесселя

U’m,n– производная функции Бесселя

Анализ выражений 7.1 и 7.2 показывает, что коэффициент mимеет двоякий смысл:

-указывает порядок функции Бесселя первого рода

-указывает количество полных вариаций поля по угловой координате

Коэффициент n:

-для волн Е-типа показывает порядковый номер функции Бесселя

-для волн Н-типа показывает порядковый номер корня ее первой производной

Рис.7.1 – функции Бесселя

Если m=0, то нужно использовать функцию Бесселя первого рода нулевого порядка. На Рис.7.1J0(x).Cosmf=1. По угловой координате равномерное распределение.

Если m=1, то используем функцию Бесселя первого рода первого порядкаJ1(x). И имеется вариаций: один полупериод и второй полупериод.

Если m=2, тоcosmf=cos2f=> имеем 2 вариации по угловой координате. (Рис.7.2)

Для волн типа Е n показывает порядковый номер функции Бесселя.

0 – функция Бесселя первого рода нулевого порядка. По угловой координате равномерное распределение.

1 – порядковый номер функции Бесселя (U01 на рисунке 7.1).

Там где 0 – максимум и т.д.

Для волн типа Н n показывает корень первой производной.

Например, для Н01 – U’01 на рисунке 7.1

Переносим кривую с Рис.7.1 на Рис.7.3.

Так как волновод симметричный, то мы вторую часть достраиваем.

В круглом волноводе может распространяться множество типов волн, определяемых коэффициентами m и n.

Отличие от прямоугольных в том, что m и n показывают разные вещи.

Посчитаем критическую волны по формулам (7.3) и (7.4).

ПОЧЕМУ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ Н10???????

Тип волны	Н11	Е01	Н21	Е11	Н01	Н31
Корень	U’11	U01	U’21	U11	U’01	U’31
Значение корня	1,841	2,405	3,054	3,832	3,832	4,201

3,41a

2,61a

2,06a

1,64a

1,64a

1,49a