Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2
крф
1
λ
λ
−
ω
=
ω
cV
или
22
кр
ф
2
1
1
λ
−
=
λ
λ
−
=
a
cc
V
. (2.3.10)
Так как a2<λ или
кр
λ<λ
, то фазовая скорость результирующей волны в волноводе оказывается больше
скорости волн в свободном пространстве, т.е. больше скорости света в вакууме. Однако это не противоречит
специальной теории относительности, которая запрещает существование передачи взаимодействия со скоро-
стями, большими, чем скорость света в вакууме. Дело в том, что фазовая скорость определяет быстроту пере-
мещения состояния или конфигурации волны в волноводе и она не характеризует перенос энергии или массы.
Передача взаимодействия в волноводе характеризуется групповой скоростью, которая в волноводе связана
с фазовой скоростью соотношением
ф
2
гр
V
с
V
= ; (2.3.11)
2
2
кр
гр
2
11
λ
−=
λ
λ
−=
a
сcV
. (2.3.12)
Из рисунка 64 видно, что длина направляющей результирующей волны
Λ
, распространяющейся в прямо-
угольном волноводе, отличается от длины волны когерентных волн, её образующих. Связь между
Λ
и
λ
можно найти из треугольника BDC:
Λ
λ
==θ
BC
BD
sin ,
откуда
2
кр
2
1
cos1
sin
λ
λ
−
λ
=
θ−
λ
=
θ
λ
=Λ
, или
2
2
1
λ
−
λ
=Λ
a
. (2.3.13)
Так как для направляемой волны в волноводе выполняется условие a2
<
λ
, то 1
2
1
2
<
λ
−
a
, следова-
тельно, длина волны
Λ , направляемой волноводом, больше длины волны
λ
в свободном пространстве. Поло-
жение зеркал, образующих волновод, можно найти более строго из выражения (2.3.6):
2
cos
2
π
=θ
λ
π
x ,
откуда
θ
λ
=
cos4
x .
Учитывая, что
a2
cos
λ
=θ
, получим
2
2
4
a
a
x =
λ
λ
=
. (2.3.14)
Общий вид прямоугольного волновода показан на рис. 66. Источником S волн в волноводе служит обычно
четвертьволновой вибратор, к которому подводятся СВЧ-колебания по коаксиальному кабелю от генератора
СВЧ. На рисунке 67 в трёх проекциях изображено распределение в прямоугольном волноводе в некоторый мо-
мент времени силовых линий электрического (сплошные линии) и магнитного (пунктирные линии) полей в ос-
новной Н
01
-волне. Силовые линии электрического поля представляют собой прямые, параллельные оси y. Си-
ловые линии магнитного поля – замкнутые кривые, расположенные в плоскости xOz. Так как электрический
вектор
E электромагнитной волны, распространяющейся в прямоугольном волноводе, ориентирован только
вдоль оси y, то волна, излучаемая им, например, через рупорную антенну в свободное пространство, будет ли-
нейно поляризованной волной. Причём электрический вектор
E
совершает колебания перпендикулярно к ши-
рокой стенке прямоугольного волновода.

Страницы