Лекция 8. Резонаторы, образованные отрезками волноводов.

Резонаторы, образованные отрезками волновода.

Рассмотрим полубесконечный волновод.

В прошлой лекции мы поставили перед собой задачи определить:

Какова будет структура суммарного поля волны типа ТЕ₁₀?
В какие сечениях этого волновода можно поставить идеально проводящую металлическую пластину так, чтобы не исказить структуру поля?

Алгоритм нахождения суммарного поля следующий:

1) Запишем Е_у для падающей и отраженной волн (то есть волн, идущих в положительном и отрицательном направлении оси z)

2) Найдём сумму этих полей.

3) Используя граничное условие для тангенциальной компоненты торцевой стенки, находим поле.

4) Используя уравнение Максвелла, находим оставшиеся компоненты полей.

Частот, при которых могут существовать поля в закороченном волноводе, бесконечно много (в колебательном контуре такая частота - одна).

Следовательно, в определённый момент времени либо электрическое, либо магнитное поле будет равно нулю. Это значит, что в эти моменты времени вся энергия будет сосредоточена либо в электрическом, либо в магнитном поле.

Чтобы проследить этот факт, от комплексных амплитуд полей перейдём к их мгновенным значениям:

Функции синуса и косинуса доказывают тот факт, что в определённый момент времени либо электрическое, либо магнитное поле будет равно нулю.

Запишем теперь поля для случая минимальной резонансной частоты.

Построение силовых линий в резонаторе.

На основе частного случая (полубесконечный волновод) перейдём к общему случаю произвольного волновода, из которого образуется резонатор.

Используем для нахождения связи между волнами в направлениях по +z и -z формулы, представляющие поперечные компоненты через продольные (в векторном виде).

Задания для самостоятельной работы по схеме таксономии Блума.

Знание и понимание	Вспомните, что такое волновод и как распространяются волны в волноводах.
Знание и понимание	Опишите строение резонатора, образованного отрезком волновода. Как ведут себя волны в резонаторах?
Интеллектуальные навыки	Примените на практике алгоритм нахождения суммарного поля резонатора.
	Сравните этот алгоритм с алгоритом нахождения полей в волноводах.
	Используя полученные знания из раздела о волноводах, предположите, как рассчитывется энергия и мощность в случае резонатора.
	Обсудите полученные знания с одногруппниками.

ПРОЙТИ ТЕСТ

Перейти к следующей лекции