чисел тип відповідають різні значення векторів Е і Н, а також різні значення? кр, Vф. Фізично це означає, що при виконанні певних умов у хвилеводі можуть одночасно існувати різні за своєю структурою і фазовоїшвидкості Е-і Н-хвилі. Ці хвилі носять назву «власних хвиль» хвилеводу і позначаються Еmn або Нmn, де латинські заголовні букви визначають приналежність власної хвилі до класу Е-або Н-хвиль, а нижні індекси тип визначають тип власної хвилі (тобто структуру електричного і магнітного полів цієї хвилі).
3.1 Характеристичне опір Е і Н-хвиль в хвилеводі
Характеристичне опір власних хвиль дорівнює відношенню взаємно перпендикулярних поперечних складових векторів Е і Н цих хвиль. Звернувшись до системи рівнянь для Е-хвиль (2.19), знаходимо:
(3.2)
де - характеристичний опір плоскої однорідної хвилі у вільному просторі.
Звернувшись до системи рівнянь для Н-хвиль (2.21), знаходимо:
(3.3)
Як випливає з виразів (3.2) і (3.3), характеристичні опору власних хвиль хвилеводу, на відміну від Z0, змінюються при зміні частоти збудливого генератора.
.2 Хвиля основного типу в прямокутному хвилеводі
Власні хвилі можуть поширюватися по хвилеводу ні при будь-яких частотах, а лише при дотриманні умови f> fкр або? >? Кр. Отже, можливо таке співвідношення між поперечними розмірами хвилеводу і частотою збудливого генератора, при якому у хвилеводі будуть одночасно поширюватися кілька власних хвиль (теоретично - будь-яку кількість). Водночас, можливо таке співвідношення між названими вище параметрами, при якому у хвилеводі не зможе поширюватися жодна з власних хвиль. І, нарешті, можна витримати таке співвідношення між розмірами хвилеводу і частотою збудливого генератора, при якому у хвилеводі може поширюватися тільки одна власна хвиля, яка має найбільшу з усіх власних хвиль критичну довжину хвилі. Ця власна хвиля називається «основний хвилею хвилеводу» або «вільний нижчого типу».
Малюнок 3.1 Критичні довжини хвиль (а) і критичні частоти (б); власних хвиль прямокутного хвилеводу, що має поперечні розрізи 9 х 4.5 мм.
Для стандартного прямокутного хвилеводу, у якого а> b, вільний основного типу буде власна хвиля Н 10. Критична довжина хвилі для власної хвилі Н 10 дорівнює 2а. По відношенню до хвилі Н 10 всі інші власні хвилі називаються хвилями вищих типів.
На малюнку 3.1 показано співвідношення між критичними довжинами хвиль критичними частотами кількох власних хвиль прямокутного хвилеводу, що має поперечні розміри 9x4.5 мм. Цей малюнок наочно демонструє наявність такого діапазону частот збудливого даний хвилевід генератора, в межах якого хвиля Н 10 є єдино можливою власної хвилею даного хвилеводу, бо тільки для неї виконується умова? > ? кр. На практиці, при розробці різних хвилеводних вузлів і блоків, дуже часто виявляється необхідним створити в хвилеводі саме такий режим роботи.
4. ФІЗИЧНИЙ СЕНС ІНДЕКСІВ m І n
Знайомство зі структурою полів власних хвиль вищих типів об?? Егчает розуміння фізичного змісту індексів тип, що входять позначення цих хвиль. У всіх своїх хвилях поле в поперечному перерізі хвилеводу являє собою стоячі хвилі, просторові періоди яких уздовж осей Ох і Оу рівні? х і? у відповідно. Індекс m показує скільки по...
