В реальном волноводе используют источники без потерь, но у естественных волноводов присутствуют потери.
В волноводе с потерями в разных сечениях мощность разная.
Источники потерь:
В реальном волноводе используют источники без потерь, но у естественных волноводов присутствуют потери.
В волноводе с потерями в разных сечениях мощность разная.
Источники потерь:
Если волновод - линейная система, то отношение полей:
(экспоненциальное убывание)
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.
В итоге получаем
Рассмотрим участок волновода длиной dz и запишем для него закон сохранения энергии.
Но 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. Что бы энергия уходила на нагрев стенки необходимо, что бы компонента вектора пойтинга была направлена в стенку волновода. Мощность, потерянную на единицу длины, определим через тангенсальную составляющую полей, для этого используем граничные условия Леонтовича. Тангенсальную компоненту поля берем такую же как и без потерь.
Из приведенных вычислений получили, что преносимую и потерянную мощность можно выразить через составлющие электрического поля.
Характеристический импеданс мод волновода: связь между поперечными компонентами Е и H.
Задача:
|
Термины и понятия (список) |
Главные мысли лекции (5-6 предложений) | Вопросы |
|
Силовая линия ЭМП
Свойста ЭМ поля
Построение силовых линий в общем случае. Регулярный метод
|
Силовая линия - линия в каждой точке точке которой вектор поля направлен по касательной к этой линии.
Построили силовые линии. Сечение с разных сторон. |
Рисунок силовых линий. |
1. Выучите материал лекции.
2. На чистом листе бумаги кратко изложите суть лекции.
3. Покажите зависимость между мощностью и полем.
4. Объясните почему в формуле h = h` - ih`` стоит минус.
5. Может ли волновод быть нелинейным?
6. Приведите примеры, когда волновод это нелинейная система.
7. Изменится ли формула Леонтовича, если нормаль направить перпендикулярно стенке наружу.
8. Подумайте, как именно были получены характеристические импедансы для мод типа ТЕ и ТМ.
9. Решите тест на тему лекции
10. Составьте свой тест.