СВЧ диагностика газового разряда — страница 7

  • Просмотров 4563
  • Скачиваний 451
  • Размер файла 48
    Кб

электрического и магнитного полей. Различ­ное распределение поля, которое возможно в волноводе, опре­деляется формой и размерами волновода, способом его возбуж­дения и граничными условиями. Каждое из этих возможных распределений называется типом волны [6]. Граничные условия, как известно, заключаются в следую­щем: на поверхности проводника, находящегося в переменном во времени электромагнитном поле, электрическое поле

всегда перпендикулярно поверхности, а магнитное - параллельно. Другими словами, граничные условия состоят в том, что тан­генциальная составляющая электрического поля на поверхно­сти идеального проводника равна нулю и нормальная состав­ляющая магнитного поля на поверхности идеального проводни­ка равна нулю, т. е. магнитные силовые линии параллельны по­верхности проводника. Эти условия на поверхности идеального проводника,

т. е. проводника, сопротивление которого равно нулю, запишутся в виде таких уравнений: Et =0, HN =0, где индексы t и N обозначают соответственно тангенциальную и нормальную составляющие [6]. В проводнике с потерями возможно наличие слабого танген­циального электрического поля на поверхности. Волны в прямоугольных и круглых волноводах можно раз­делить на два типа: ТЕ-волны - поперечные электрические или продольные магнитные, что

означает наличие продольной со­ставляющей магнитного поля, и ТМ-волны - поперечные маг­нитные или продольные электрические, имеющие составляющую электрического поля вдоль волновода. Применяются также обозначения Н и Е вместо ТЕ и ТМ соответственно, Н и Е от­носятся к тому полю, которое имеет продольную составляющую. Например, волна ТЕ01 иногда называется волной Н01 волна ТМ11 называется Е11 и т. д. [7]. Эти волны образуются в

волноводе в результате интерференции плоских волн. Для того чтобы кон­кретно обозначить тип волны, к основным буквам добавляют индексы, и общее обозначение будет ТЕmn или ТМmn, где ин­декс m указывает число полупериодов пространственного изме­нения интенсивности электрического поля вдоль малой стороны поперечного сечения волновода, а n - число полупериодов про­странственного изменения электрического поля вдоль большой

стороны волновода (в направлении z). Иногда индексам при ТЕ и ТМ придается противоположное значение, т. е. первый ин­декс означает число полупериодов по большей стороне, а вто­рой - по меньшей стороне. Поскольку все процессы в волново­дах линейны, в них могут одновременно иметь место волны всех типов ТЕ и ТМ, для которых выполняются условия пре­дельной волны. Для того чтобы в волноводе существовал толь­ко один тип волны, необходим