"justify"> прямокутний хвилевід електромагнітний поле
Питання поширення хвиль в направляючих системах давно привернули увагу вчених, що займаються теорією електромагнітного поля. Перші дослідження, що відносяться до хвиль у порожнистих трубках (волноводах), були проведені англійським фізиком Релеєм ще в 1897 році.
У створення сучасної теорії напрямних пристроїв значний внесок внесли радянські вчені: Г.В. Кисунько, А. А. Самарський, А.Н. Тихонов, Л.А. Вайнштейн і ін
Залежно від виду ліній передачі в них можуть поширюватися електромагнітні хвилі чотирьох класів:
поперечні або Т-хвилі (поперечно-електромагнітні або ТЕМ-хвилі);
електричні або Е-хвилі (поперечно-магнітні або ТМ-хвилі);
магнітні або Н-хвилі (поперечно-електричні або ТЕ-хвилі);
гібридні хвилі.
Клас хвилі визначається наявністю або відсутністю поздовжніх складових Е z і Н z, паралельних напрямку її поширення. При класифікації використовуються два принципи: або вказується, який вектор лежить цілком в поперечній площині (ТЕМ, ТМ), або вказується, який вектор має поздовжню складову (тобто Е і Н). Тип хвилі визначається числом максимумів і мінімумів поля в поперечному перерізі хвилеводу і позначається двома числовими індексами (Е 01 і Н 11).
1.1 Клас ТИМ (поперечні електромагнітні хвилі)
Поле поперечної хвилі має тільки поперечні електричну та магнітну складові. Коефіцієнт поширення хвилі ТИМ в хвилеводі завжди дорівнює такому в середовищі, якої заповнена ця напрямна система. Структура електричної складової поля хвилі ТИМ в поперечній площині ідентична електростатичного поля в цій системі. Звідси випливає: структура поля хвилі ТИМ в поперечному перерізі не залежить від частоти, хвиля ТИМ може поширюватися лише в таких напрямних системах, де можливе існування електростатичного поля.
.2 Класи хвиль Е і Н
Ці хвилі мають одну поздовжню складову Е z або Н z. Е-хвилі, або «електричні», мають електричну подовжню складову Е z і, природно, поперечні компоненти Е і Н. Н-хвилі, або «магнітні» мають магнітну складову Н z і поперечні Е і Н. Існують за деяких умов так звані гібридні хвилі ЕН. Вони виникають в з декількох середовищ. Зауважимо, що в лініях передачі вісь oz збігається з напрямком розповсюджуються вздовж цих ліній електромагнітних хвиль. Т-хвилі можуть існувати тільки в двохзв'язної або багатозв'язних лініях передачі (причому у відкритих лініях, так і в хвилеводах). Е-і Н-хвилі можуть існувати в однозв'язних і багатозв'язних волноводах різного поперечного перерізу. Гібридні хвилі можуть існувати в неоднорідних лініях різних типів. У будь направляючої системі можливе існування великої кількості типів хвиль (з класів Е і Н), кількість яких залежить від вибору робочої довжини хвилі? р. Однак існує область довжин хвиль, при якій поширення електромагнітних хвиль у хвилеводі неможливо (область відсічення), тобто коли робоча довжина хвилі? р більше або дорівнює критичної довжині хвилі основного типу хвилі? кр (? р>? кр). Основним типом хвилі в хвилеводі називається хвиля, що володіє максимальною критичної довжиною хвилі.
2. СИСТЕМИ РІВНЯНЬ Е І Н-ХВИЛЬ У ПРЯМОКУТНОМУ ХВИЛЕВОДІ
