Техническая электродинамика. Направляющие системы и направляемые волны. Калашников В.С - 41 стр.

UptoLike

41
вектора
H
. Так как вектор
E
имеет только поперечные составляющие,
то его силовые линии целиком лежат в плоскости поперечного сечения,
выходя из стенки волновода и входя в нее под углом 90°. Силовые ли-
нии вектора
H
имеют более сложную форму, так как в окрестностях
точек (ρ=a, ϕ=0) и (ρ=a, ϕ=π) поперечное магнитное поле переходит в
продольное – составляющие Н
ρ
и Н
ϕ
в этих точках равны нулю, а со-
ставляющая Н
z
достигает максимума.
Структуру поля волны Н
11
можно считать базовой при построении
картины силовых линий векторов
E
и
H
собственных волн типа Н
mn.
В
качестве примера на рис. 14, б изображена картина силовых линий век-
торов
E
и
H
волны Н
21
(см. подразд. 5.5)
.
5.3. Структура поля волн Н
01
и Е
01
в круглом волноводе
Особенностью структуры электромагнитного поля собственных волн
Н
01
и Е
01
является наличие в ней круговой симметрии – составляющие
векторов
E
и
H
этих волн не зависят от угла ϕ. Формально это связано
с тем, что коэффициент m для них равен 0 (см. (87) и (90)).
Для волны Н
01
поперечное волновое число æ
Н
= 3,832/а, а крити-
ческая длина волны λ
Н
кр
= 1,64а. Вектор
E
этой волны имеет только
одну поперечную составляющую Е
ϕ
, а вектор
H
одну поперечную Н
ρ
и
одну продольную Н
z
, амплитуды которых в плоскости поперечного се-
чения зависят только от одной пространственной переменной ρ (см.
(92)):
Е
ϕ
(ρ) = Е
0ϕ
J
0
(3,832ρ/a),
Н
ρ
(ρ) = Н
0ρ
J
0
(3,832ρ/a),
Н
z
(ρ) = Н
0z
J
0
(3,832ρ/a). (97)
Формулы для гармонических векторов
E
и
H
собственной волны Н
01
выглядят следующим образом (см.91)):
E
=
0
ϕ
Е
ϕ
(ρ) cos (ωtK
Н
z). (98)
H
=
0
ρ
Н
ρ
(ρ) cos (ωtK
Н
z) +
0
z
Н
z
(ρ,ϕ)sin (ωtK
Н
z). (99)
На рис. 15,а изображена картина силовых линий векторов
E
и
H
волны Н
01
в поперечном сечении круглого волновода. Сплошными изоб-
ражены силовые линии вектора
E
, а пунктирными – силовые линии
вектора
H
.