СВЧ диагностика газового разряда — страница 6

  • Просмотров 4564
  • Скачиваний 451
  • Размер файла 48
    Кб

частота падающей электромагнитной волны ω>ωp, сигнал проходит через плазму, при ω<ωp плазма отражает волны. Этот метод широко используется для зондирования ионосферы, а также при исследовании лабораторной плазмы. 1.3. Волноводы Для передачи микроволн, т. е. волн, длина которых изме­ряется сантиметрами или миллиметрами, применяются волно­воды - полые металлические трубы. Развитая теория длинных линий основывалась на

предположении малости поперечных размеров всех проводов по сравнению с длиной волны. При очень коротких волнах удовлетворить этому условию трудно и нельзя пользоваться понятиями распределенных параметров. Кроме того, в микроволновом диапазоне сильно растут потери и по этой причине применяются волноводы. Волноводы имеют существенное отличие от передающих ли­ний. В линии ток течет по одному проводнику и обратно – по другому.

В волноводе ток течёт в одном направлении по одной части стенки, а в другом направлении - по другой. Хотя части стенки электрически соединены друг с другом, но короткого за­мыкания все же не происходит. Поэтому главным является электромагнитное поле внутри трубы в отличие от двухпровод­ной линии, в которой рассматриваются ток и напряжение. Идея о пропускании электромагнитных волн по полым ме­таллическим трубам возникла давно

и родилась по аналогии прохождения по ним акустических волн. Возможность распро­странения акустических волн по трубам любого сечения обес­печивается продольностью этих волн. Прохождение же радио­волн по трубам принципиально отличается тем, что эти волны поперечны и вследствие этого всегда существует некоторое пре­дельное или критическое значение длины волны λпр, которое ограничивает возможность распространения по

данной трубе более длинных волн. Все волны, более длинные, чем предель­ная, не распространяются, и поэтому для них волновод играет роль фильтра. Могут быть также и чисто диэлектрические вол­новоды, в которых электромагнитная энергия концентрируется внутри диэлектрического стержня с большой диэлектрической проницаемостью. Процесс распространения волны в таком стержне подобен явлению концентрации света внутри струи воды,

вытекающей из сосуда. Диэлектрические волноводы ис­пользуются в волоконной оптике. Применение диэлектрических волноводов в сантиметровом диапазоне длин волн ограничи­вается из-за больших размеров, трудностей крепления и сочле­нения. Практическое применение имеют металлические волноводы прямоугольного и кругового сечений. В волноводах могут рас­пространяться различные типы волн, отличающихся друг от друга структурой