Электромагнитные поля и волны. Маслов М.Ю. - 33 стр.

UptoLike

Составители: 

33
и фазовая скорость которых различны, в точку приема приходят сигналы с разными фазовы-
ми набегами, вследствие различного временного запаздывания отдельных типов волн. В ре-
зультате интерференции этих сигналов возникают искажения в точке приема, и повышается
уровень шумов. Характер и степень искажений зависят от способа модуляции, частотного
спектра сигнала, вида передаваемой информации и других факторов. Кроме того, поскольку
структура поля разных волн различна, в многоволновом режиме невозможно получить же-
лаемый вид поляризации. В силу этих причин к волноводу обычно предъявляется требование
обеспечения одноволнового режима работы. Проще всего такой режим работы можно полу-
чить, если использовать волну, обладающую наибольшей критической длиной волны (ос-
новную волну). Так как a>b, то, основной волной прямоугольного волновода является волна
Н
10
, для которой
кр
λ
=2а. Подставляя в (66) m=1 и n=0, получаем соотношения для состав-
ляющих поля волны Н
10
.
0
,)sin(
,)sin(
,)cos(
)(
0
)(
0
)(
0
===
=
=
=
mzmxmy
zi
а
ym
zi
xm
zi
zm
EEH
e
a
x
H
ai
E
e
a
x
H
ai
H
e
a
x
HH
β
β
β
π
π
ωµ
π
π
β
π
(67)
Основные параметры волны Н
10
определяются по формулам
β
=
2
2
1
a
k
λ
,
Λ
=
2
2
1
a
λ
λ
,
10
Н
c
Z =
2
2
1
a
Z
c
λ
,
V
ф
=
2
0
2
1
a
v
λ
, V
Э
=
2
0
2
1
a
v
λ
. (68)
Структура
поля
волны
Н
10
,
соответствующая
изображена
различным
сечениям
на
рис
.9.
При
построении
структуры
поля
учтены
следующие
обстоятельства
.
Так
как
волна
Н
10
не
имеет
продольной
составляющей
электрического
поля
,
то
электрические
силовые
линии
лежат
в
плоскости
поперечного
сечения
и
параллельны
оси
О
Y (
узкой
стенке
),
в
то
время
как
магнитные
линии
образуют
замкнутые
контуры
в
продольной
плоскости
.
Силовые
линии
вектора
E
проводятся
наиболее
густо
в
середине
широкой
стенки
(
my
E
=0
максимальна
при
2
a
x = )
и
разрежаются
при
приближении
к
краям
стенки
(
my
E
=0
при
x=0; a).
В
поперечной
и фазовая скорость которых различны, в точку приема приходят сигналы с разными фазовы-
ми набегами, вследствие различного временного запаздывания отдельных типов волн. В ре-
зультате интерференции этих сигналов возникают искажения в точке приема, и повышается
уровень шумов. Характер и степень искажений зависят от способа модуляции, частотного
спектра сигнала, вида передаваемой информации и других факторов. Кроме того, поскольку
структура поля разных волн различна, в многоволновом режиме невозможно получить же-
лаемый вид поляризации. В силу этих причин к волноводу обычно предъявляется требование
обеспечения одноволнового режима работы. Проще всего такой режим работы можно полу-
чить, если использовать волну, обладающую наибольшей критической длиной волны (ос-
новную волну). Так как a>b, то, основной волной прямоугольного волновода является волна
Н10, для которой λкр =2а. Подставляя в (66) m=1 и n=0, получаем соотношения для состав-

ляющих поля волны Н10.
        •                          πx
        H       zm   = H 0 cos(            )e ( − iβ z ) ,
                                       a
        •                iβ a                πx
        H       xm   =          H 0 sin(           )e ( −iβz ) ,
                π            a                                                                               (67)
        •        iωµ а ⋅ a         πx
        E ym = −           H 0 sin( )e ( −iβz ) ,
                   π                a
            •             •        •
        H my = E mx = E mz = 0

       Основные параметры волны Н10 определяются по формулам
                                      2
                  λ                                         λ                         Zc
       β = k 1 −   , Λ=                                               , Z cН10 =                   ,
                  2a                                      λ 
                                                                    2
                                                                                         λ 
                                                                                                 2

                                                        1−                         1−  
                                                            2a                         2a 
                                                                         2
                              v0                                 λ 
       Vф=                                 , VЭ= v0           1−   .                                       (68)
                               λ 
                                      2
                                                                  2a 
                      1−  
                          2a 
       Структура поля волны Н10, соответствующая изображена различным сечениям на
рис.9. При построении структуры поля учтены следующие обстоятельства. Так как волна Н10
не имеет продольной составляющей электрического поля, то электрические силовые линии
лежат в плоскости поперечного сечения и параллельны оси ОY (узкой стенке), в то время как
магнитные линии образуют замкнутые контуры в продольной плоскости. Силовые линии
            →                                                                                            •
вектора E проводятся наиболее густо в середине широкой стенки ( E my =0 максимальна при
     a                                                  •
x=     ) и разрежаются при приближении к краям стенки ( E my =0 при x=0; a). В поперечной
     2



                                                                                33