СВЧ диагностика газового разряда — страница 8
соответствующий способ ее возбуждения. На практике в прямоугольных волноводах в основном используется только один тип волны, обозначаемый индексом ТЕ01 или Н01. Он имеет наиболее простую структуру поля. Внутри волновода длина волны отличается от длины волны, в свободном пространстве и наблюдается большая дисперсия, т. е. зависимость скорости распространения волн от частоты и различие между фазовой и групповой скоростью. Прямоугольный волновод. Рассмотрим простейшую структуру поля в прямоугольном, волноводе при распространении в нем электромагнитного поля. Она называется основным типом волны прямоугольного волновода и обозначается ТЕ01. Электрическое поле имеется только в направлении у. Это удовлетворяет граничному условию Et =0 на стенках параллельно плоскости xz, образующих верх и низ волновода. На боковых стенках Еу тоже равно нулю. Поэтому для простейшего распределения поля в прямоугольном волноводе, которое удовлетворяет граничным условиям, зависимость Еу от z должна быть синусоидальной, т.е. (8) Величина π/b в этом уравнении вводится для того, чтобы Еу равнялось нулю на боковых стенках волновода, т. е. при z=0 и z=b. Этот же результат дает и решение уравнения поля. Составляющая Еу, оставаясь перпендикулярной плоскости xz, распространяется в направлении оси х, и поэтому ее зависимость от z и х будет следующая: так как Таким образом, простейшая волна ТЕ01 характеризуется тем, что вдоль большой стороны b поперечного сечения волновода укладывается один максимум поля, а вдоль меньшей стороны сечения а поле не изменяется. Составляющая магнитного поля Hz также должна меняться синусоидально по z, для того чтобы нормальная составляющая магнитного поля на боковых ее стенках волновода обращалась в ноль, как этого требуют граничные условия. Вдоль оси распространения волны х составляющая Нz изменяется как cos (wt-βgx). Магнитные силовые линии должны быть замкнуты, поэтому выходят из поперечной плоскости и идут вдоль волновода в направлении оси х, образуя продольную составляющую магнитного поля Нх. Эта составляющая должна меняться, как максимальна на боковых стенках волновода, где магнитные силовые линии изгибаются и идут вдоль волновода. Кроме того, она должна быть сдвинута на π/2 по отношению к Еу и Нz в их пространственном изменении вдоль оси х. Так как электрическое поле направлено только по оси у, составляющие Ех и Еz равны нулю. Что касается компоненты Ну, то она равна нулю для этой волны в силу граничных условий. Таким образом, уравнения, описывающие полное поле волны ТЕ01 будут: (9) где b — ширина волновода, λg - длина
Похожие работы
- Доклады
- Рефераты
- Рефераты
- Рефераты
- Контрольные