Теория волн. Иванов В.Б. - 170 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

В. Б. Иванов
170
предельная (минимальная) частота
1min
αω
c=
, которые еще
пропускаются волноводом. Эти выводы мы уже получили,
рассматривая простейший прямоугольный волновод. Напом-
ним, что в наших обозначениях фазовая скорость рассмат-
риваемых волн составляет величину
2
2
min
1/
ω
ω
= cv
ф
, а
групповая скорость равна
.1
2
2
min
ω
ω
= cv
гр
Перейдем к рассмотрению поля в прямоугольном вол-
новоде в общем случае. Для определенности будем считать,
что ширина волновода больше его высоты a >b. Вектор П
представим в виде П(x, y) = X(x)Y(y). Тогда уравнение
Гельмгольца распадается на два обыкновенных дифферен-
циальных уравнения:
,0
,0
2
2
2
2
2
2
=+
=+
Y
dy
Yd
X
dx
Xd
y
x
α
α
(8.29)
где
.
222
ααα
=+
yx
Общие решения этих уравнений извест-
ны:
).cos()sin(
),cos()sin(
22
11
yByAY
xBxAX
yy
xx
αα
α
α
+=
+
=
(8.30)
Для Е-волны краевое условие
0| =
C
e
П
сводится к сле-
дующим соотношениям:
.0|
,0|
,0
,0
=
=
==
==
byy
axx
Y
X
(8.31)
                               В. Б. Иванов

предельная (минимальная) частота ωmin = cα1 , которые еще
пропускаются волноводом. Эти выводы мы уже получили,
рассматривая простейший прямоугольный волновод. Напом-
ним, что в наших обозначениях фазовая скорость рассмат-
                                                                    ωmin
                                                                     2
риваемых волн составляет величину                    vф = c / 1 −        , а
                                                                    ω2
                                              ωmin
                                               2
групповая скорость равна vгр = c 1 −               .
                                              ω2
    Перейдем к рассмотрению поля в прямоугольном вол-
новоде в общем случае. Для определенности будем считать,
что ширина волновода больше его высоты a >b. Вектор П
представим в виде П(x, y) = X(x)Y(y). Тогда уравнение
Гельмгольца распадается на два обыкновенных дифферен-
циальных уравнения:

                      d2X
                          2
                            + α x2 X = 0,
                      dx
                                                                      (8.29)
                      d 2Y
                         2
                            + α y2Y = 0,
                      dy
где   α x2 + α y2 = α 2 . Общие решения этих уравнений извест-
ны:
              X = A1 sin(α x x ) + B1 cos(α x x ),
                                                                      (8.30)
             Y = A2 sin(α y y ) + B2 cos(α y y ).

      Для Е-волны краевое условие П |C = 0 сводится к сле-
                                                e


дующим соотношениям:
                      X |x = 0, x = a = 0,
                                                                      (8.31)
                      Y |y = 0, y = b = 0.

                                      170