Техническая электродинамика. Направляющие системы и направляемые волны. Калашников В.С - 9 стр.

UptoLike

9
3.3. Решение волновых уравнений
для продольных составляющих векторов напряженности
электрического и магнитного поля Е- и Н-волн
Решение волновых уравнений будем искать в обобщенно-цилиндри-
ческой ортогональной системе координат (ξ,η,z), частными случаями
которой являются декартова (прямоугольная) система координат (x,y,z)
и цилиндрическая система координат (ρ,ϕ,z). Координатная линия 0z во
всех этих системах представляет собой прямую, перпендикулярную плос-
кости, в которой расположены две другие координатные линии (эти
линии для декартовой системы координат представляют собой две вза-
имно перпендикулярные прямые, а для цилиндрической системы коор-
динатрадиус-вектор и дугу окружности).
Так как волновые уравнения (4) и (5) абсолютно идентичны, то в
настоящем подразделе мы будем интегрировать однородное волновое
уравнение для скалярной функции
(ξ,η,z), помня о том, что получен-
ное решение в одинаковой мере удовлетворит уравнениям (4) и (5).
Ориентируем систему координат (ξ,η,z) таким образом, чтобы ось 0z
совпала с продольной осью линии передачи, т.е. с направлением дви-
жения фазового фронта электромагнитной волны, распространяющей-
ся вдоль данной линии (рис. 2). В этом случае оператор Лапласа
2
(лапласиан) для функции
(ξ,η,z) может быть представлен в следую-
щем виде:
2
=
2
(ξ, η) +
2
/z
2
, (10)
где
2
(ξ, η)оператор Лапласа по поперечным координатам (попе-
речный лапласиан).
Для декартовой системы координат
2
(x,y) =
2
/x
2
+
2
/y
2
.(11)
Рис. 2. Ориентировка обобщенно-цилиндрической системы координат
относительно линии передачи
ξ
η
z
0
0
ξ
0
z
0
η