Курсова робота
з дисципліни «Електромагнітні поля і хвилі» на тему:
«Хвиля H 01 в круглому хвилеводі. Застосування її в телекомунікації ».
Зміст
Введення
. Круглі хвилеводи
.1 Круглі хвилеводи з хвилею H0i (i=1,2, ..., n)
.2 Круглі хвилеводи з хвилею H01
2. Можливості застосування хвилі H01 круглого хвилеводу для далекого зв'язку.
Висновок
Література
Введення
Хвилевід - закрита напрямна система, в якій поширення енергії обмежується в поперечному напрямку. Це однопроводная система, отже, в ній можуть поширюватися поперечні електричні (TE, H) і поперечні магнітні (TH, E) хвилі, а поперечні електромагнітні хвилі поширюватися не можуть. У хвилеводах переважають струми зміщення, струми провідності незначні, вони протікають по проводять стінок хвилеводу і замикаються струмами зміщення внаслідок безперервності ліній струму. Найбільш поширеними є прямокутні і круглі хвилеводи. Особливість хвилеводу, як спрямовуючої системи, полягає в тому, що в ньому можуть поширюватися хвилі з довжиною хвилі не перевищує критичну.
. Круглі хвилеводи
У круглому хвилеводі електромагнітне поле представляється у вигляді сукупності поперечно-електричних (Н - хвилі) і поперечно - магнітних (Е - хвилі) різних типів.
Для класифікації хвиль у круглих хвилеводах до позначення хвилі додають дві цифри у вигляді індексів. Перша цифра показує число стоячих півхвиль уздовж півкола, а друга - відповідає числу стоячих півхвиль вздовж радіуса. Уздовж хвилеводу завжди спостерігається деяке затухання хвилі, тобто її енергія поступово зменшується. Це пояснюється тим, що на внутрішній поверхні стінок хвилеводу створюються струми, які витрачають частину своєї енергії на нагрів металу. Втрати енергії відсутні б тільки у випадку стінок з ідеального провідника.
У хвилеводах можуть спостерігатися біжать, стоячі і змішані хвилі залежно від наявності більшого чи меншого відображення на кінці хвилеводу.
Рішення завдання поширення хвиль в хвилеводі круглого перерізу з фізичної точки зору не відрізняється від випадку прямокутного хвилеводу.
Основне математичне відмінність полягає у виборі циліндричної системи координат, зображеної на рис.1, в якій найбільш просто записуються граничні умови - рівність нулю тангенціальної складової електричного поля на поверхні ідеально провідного циліндра.
Таким чином, граничні умови можуть бути в розглянутому випадку записані у вигляді
Е? =0 при r=R (1)
Еz=0 при r=R, (2)
де E? і Еz - азимутна і осьова складові електричного поля в хвилеводі і R - радіус хвилеводу. Будемо вважати хвилевід заповненим однорідним ізотропним діелектриком без втрат. Для знаходження рівнянь хвиль типів ТМ і ТЕ скористаємося методом обчислення поперечних складових через поздовжні складові поля Еz і Hz. Векторна операція ротора в циліндричній системі координат має вигляд
хвилевід зв'язок дальній перетин
