Электродинамика волноводов и резонаторов изучает следующие основные задачи:
К основными плюсам волноводов по сравнению с беспроводными источниками распространения радиоволн можно отнести:
К недостаткам можно отнести:
Дополнительная информация о волноводах
Рассмотрим следующие типы волноводов:
Экранированные волноводы имеют хорошо отражающие стенки для распространяющейся в нём волны, благодаря чему поток мощности волны сосредоточен внутри волновода.
В открытых (неэкранированных) волноводах локализация поля обычно обусловлена явлением полного внутреннего отражения от границ раздела двух сред (в волноводах диэлектрических и оптоволоконных световодах), либо от областей с плавно изменяющимися параметрами среды (например, ионосферный волновод, атмосферный волновод, подводный звуковой канал, градиентное оптоволокно).
Также можно классифицировать зависимости поперечного сечения от координаты:
По порядку связности:
По происхождению:
Описанные выше волноводы имеют применение не только для научных нужд, но и для реальной техники. Далее подробнее познакомимся с регулярными волноводами ( не обойтись тут и без формул)
Затем объединим эти системы уравнения и получим выражения для представляющие поперечные компоненты через производные от продольных.
Запишем уравнения в векторном виде:
Запишем уравнение Гельмгольца для электрического и магнитного поля.
Дополнительная информация об уравнении Гельмгольца
Для решения этих дифференциальных уравнений необходимо задать граничные условия.Мы будем рассматривать полые трубы с идеально проводящими стенками, тангенциальная компонента поля Е, таким образом, равна нулю на поверхности.
