Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
В круглом волноводе основной является волна , при радиусе волновода а она имеет наибольшую критическую длину волны . В этом смысле волна является аналогом волны в прямоугольном волноводе. В таблице 6.1 приведены структуры поля некоторых типов волн и их критические частоты.
Таблица В1
|
Характеристика |
Тип волны |
||
|
Поле в плоскости поперечного сечения |
|||
|
Компоненты полей, отличные от нуля |
, , , , |
, , |
, , |
Особый интерес представляет в круглом волноводе волна . Затухание этой волны с ростом частоты, в отличие от других волн, уменьшается (рис. 6.5).
16.7. Магнитные волны ()
Будем рассуждать аналогично случаю с электрическими волнами
17
Отметим, что при выполнении Jm(ga)=0 согласно
18
Несколько первых корней функции Бесселя в порядке их возрастания и соответствующие длины волн представлены в таблице.
|
Тип волны |
H11 |
H21 |
H01 |
H31 |
H41 |
H12 |
H51 |
H21 |
H02 |
|
1.84 |
3.05 |
3.83 |
4.20 |
5.32 |
5.33 |
6.42 |
6.71 |
7.02 |
|
|
3.41 |
2.06 |
1.64 |
1.50 |
1.182 |
1.178 |
0.979 |
0.934 |
0.838 |
Низшим типом среди не только волн H, но и всех волн в круглом волноводе, как следует из сравнения двух таблиц, является волна H11.
19
Поэтому уравнение эквивалентно уравнению
20
При m=0 уравнение (20) примет вид
21
Из сравнения (21) и (14) вытекает, что
22
т.е. , и в круглом волноводе волны E1n и H0n являются
вырожденными.
Все типы волн, кроме , имеют электрическое поле, линии которого замыкаются на стенках волновода, т.е. возникают токи проводимости на стенках, приводящие к тепловым потерям и увеличению затухания, с ростом частоты эти потери возрастают. Силовые линии электрического поля волны циркулируют по поперечным замкнутым окружностям (табл. 6.1) внутри волновода и не соприкасаются со стенками волновода. Этим линиям соответствуют токи смещения в диэлектрике , в металлических стенках токи отсутствуют. С увеличением частоты силовые линии электрического поля концентрируются в центре волновода.
Однако волна не является основной, кроме того, она является неустойчивой, так как линии поля не имеют жесткой связи со стенками волновода. Эта волна чувствительна к различным неоднородностям и деформациям в волноводе и легко трансформируется в другие высшие типы волн.
Для повышения устойчивости этой волны используются не сплошные волноводы, а спиральные, тогда кольцевые токи смещения поддерживаются спиральными токами в стенках волновода. Спиральные волноводы имеют большее затухание, чем сплошные, поэтому на практике в круглых волноводах используются вставки из спиральных волноводов.
Волноводы непосредственно для организаций линий связи не применяются, т. к. они имеют ряд недостатков. Они применяются в антенно – фидерных трактах в радиорелейной связи, в наземных станциях спутниковых систем связи.
Токи в круглом волноводе при распространении волны H01
Структура волны H01 изображена на рис. стр. 56. У поверхности волновода отлична от нуля лишь продольная составляющая магнитного поля, которая согласно ( .2. 16) по всему периметру волновода равна
6
В соответствии с (9.3.1) на стенках волновода существуют только поперечные поверхностные токи (кольцевые токи). Плотность этих токов одинакова по всему периметру волновода и описывается выражением (6)