Основы технической электродинамики. Малков Н.А - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4.2.8 Поля основного и высших типов
Согласно (4.42) критические длины волн полей различных типов классов Е и Н образуют бесконеч-
ную последовательность дискретных величин, убывающих от некоторого наибольшего значения до ну-
ля. Поле типа Т характеризуется критической длиной волны
∞=λ
кр
. Полем основного (низшего) типа
называют поле, которое имеет в данной линии передачи наибольшую критическую длину волны (наи-
меньшую критическую частоту). Например, в волноводах с многосвязным поперечным сечением полем
основного типа является поле Т. Поля остальных типов называют полями высших типов.
Для существования при заданном значении
λ
(т.е. частоты
λ
υ
=
/f ) в волноводе бегущей волны
только основного типа и местных затухающих полей всех высших типов необходимо выбрать размеры
поперечного сечения таким образом, чтобы согласно (4.43) и (4.44) одновременно удовлетворялись не-
равенства:
λ<λλ<λ
2кр1кр
,
. (4.77)
Здесь
1кр
λ и
2кр
λ – соответственно критические длины волн полей основного типа и первого высше-
го типа, который имеет наибольшее значение
кр
λ
после поля основного типа.
Если во всей полосе частот, занимаемой сигналом, удовлетворяются неравенства (4.76), то имеет
место одноволновый режим. Линию передачи, в которой существует этот режим, называют одноволно-
вой. Наибольший коэффициент перекрытия рабочего диапазона частот (или длин волн), в котором со-
храняется одноволновый режим, определяется согласно (4.76) соотношением
2кр1крminmax
// λλ==η ff
. (4.78)
Если размеры поперечного сечения линии допускают в пропускаемой полосе частот существование
бегущих волн более чем одного типа, то имеет место многоволновый режим и линию передачи называ-
ют многоволновой.
4.2.9 Требования, предъявляемые к линии передачи
1 Во всей полосе частот, занимаемой сигналом, передача мощности вдоль линии должна осущест-
вляться бегущими волнами только одного типа (называемого рабочим). В самом деле, сигналы, переда-
ваемые волнами различных типов, переносились бы вдоль линии с различными груп-
повыми скоростями и вместо одновременного поступления в точку приема имели бы сдвиг во времени,
что привело бы к искажению суммарного
сигнала.
2 Линия передачи должна пропускать необходимую мощность без пробоя.
3 При большой длине линии передачи затухание волн в ней должно быть минимальным.
4 Размеры поперечного сечения и масса линии должны быть минимальными.
Первое требование удовлетворяется автоматически, если в линии осуществлен одноволновый ре-
жим. Именно этот режим и используют на практике в коаксиальном круглом волноводе и, как правило,
в прямоугольном волноводе (4.3). Однако иногда одноволновый режим или не может быть обеспечен в
заданном диапазоне частот, или вступает в противоречие с отпеченными выше другими требованиями,
что заставляет переходить к многоволновому режиму.
Например, в волноводах минимальным затуханием обладает волна типа
01
H круглого волновода
(см. 4.37), являющаяся волной высшего типа, причем это затухание минимально лишь при достаточно
больших отношениях λ/a (а – радиус волновода). Вследствие этого для передачи сигнала на большие
расстояния было бы целесообразно использовать круглый волновод с рабочей волной типа
01
H при зна-
чениях 4...3/ >λa (см. 4.1).
При использовании многоволнового режима возникает опасность возникновения в линии передачи
наряду с бегущими волнами рабочего типа бегущих волн других типов, являющихся нежелательными,
паразитными волнами. Дело в том, что любая реальная линия передачи неизбежно имеет случайные не-
регулярности (разнообразные деформации стенок, ступеньки в местах соединения соседних отрезков
волновода, искривления оси), на которых происходит частичное (обычно незначительное) преобразова-
ние волн рабочего типа в бегущие волны паразитных типов, отнимающие часть мощности у волн рабо-

Страницы