Оглавление

Следующая лекция>>

1.1 Структура поля H для моды TM11

Рассмотрим прямоугольный волновод.

1.2 Силовые линии моды типа  ТМ11

Что бы изобразить силовые линии, определим дифференциал силовой линии по аналогии с TE10 и запишем дифференциальное уравнение.

Добавим коэффициенты Ламе, чтобы перейти к криволинейной системе координат.

α и β — малы

Поперечное сечение

Структура поля H. В пределе похожа на прямоугольник. Линии перпендикулярно втыкаются в стенку.

1.3 Затухание волн в волноводе

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 новое значение продольного волнового числа, которое будет принимать комплексное значение, мнимая часть которого отвечает за затухания в волноводе и называется постоянной затухания.

 где h — волновое число для идеально проводящих стенок.

Знак минус здесь обусловлен тем, что происходит спад при увеличении z.

Теперь:

Постоянную затухания можно определить, либо решая заново задачу с граничными условиями, учитывающими конечную проводимость, либо рассчитывая омические потери.

Найдем мнимую составляющую продольного волнового числа(декремент затухания) и свяжем её со свойствами волновода, для этого используем энергетический метод.
Пусть существует волновод, у которого есть переносимая мощность и потерянная можность на участке длины, тогда справедливы выражения:

Будем считать, что потери в волноводе маленькие и структура полей мод в волноводе с потерями такая же как в волноводе без потерь (в нулевом приближении).

P считаем таким же, как в волноводе без потерь.

Граничное условие Леонтовича позволяет на поверхности хорошего проводника находить тангенциальную компоненту поля Е по тангенциальной компоненте Н. Последнюю берем как в волноводе без потерь. Граничное условие Леонтовича: 

Из приведенных вычислений получили, что преносимую и потерянную мощность можно выразить через составлющие электрического поля.

 

 Задача 10.16 Рассчитать постоянную затухания волны моды TE10 в прямоугольном волноводе с поперечными размерами a*b:
a) Если одна из широких стенок не идеально проводящая;

 

Решение:

Следующая лекция>>

Оглавление