К оглавлению

Затухание волн в волноводах

В реальном волноводе используют источники без потерь, но у естественных волноводов присутствуют потери. Предположим, что волновод линейный и его энергия не зависит от уровня поля. В таком волноводе потери описываются экспоненциальной функцией.Введем значение продольного волнового числа, которое будет принимать комплексное значение, мнимая часть которого отвечает за затухания в волноводе и называется постоянной затухания.ПолучимИспользуя энергетический метод, найдем мнимую составляющую продольного волнового числа и свяжем её со свойствами волновода.
Пусть существует волновод, у которого есть переносимая мощность и потерянная мощность на участке длины, тогда справедливы выражения:В волноводе с потерями не знаем переносимую и потерянную мощность. Поэтому введем предположение, что потери в волноводе маленькие и структура полей мод в волноводе с потерями такая же как и без потерь в нулевом приближении. Чтобы энергия уходила на нагрев стенки необходимо, что бы компонента вектора пойтинга была направлена в стенку волновода. Мощность, потерянную на единицу длины, определим через тангенциальную составляющую полей, для этого используем граничные условия Леонтовича. Тангенциальную компоненту поля берем такую же как и без потерь.Таким образом переносимую и потерянную мощность можно выразить через составлющие электрического поля.

Задача: Рассчитать постоянную затухания волны моды TE10 в прямоугольном волноводе с поперечными размерами a*b:
a) Если одна из широких стенок не идеально проводящая;
б) Если одна из узких стенок не идеально проводящая.

Решение:а)

б)