луволн стоячої хвилі укладається уздовж широкої стінки хвилеводу, а індекс n - скільки полуволн стоячої хвилі укладається уздовж вузької стінки хвилеводу.
Формально це закінчення можна зробити на підставі наступних математичних викладок:
(4.1)
Звідси:
(4.2)
5. ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ В ХВИЛЕВОДАХ
При передачі енергії від генератора надвисоких частот до навантаження, наприклад до антени, завжди домагаються найкращого узгодження навантаження з генератором. Для цієї мети застосовуються спеціальні узгоджувальні пристрої.
При узгодженому навантаженні в хвилеводі існує тільки біжучий електромагнітна хвиля, що переносить енергію від джерела до споживача. Якби хвилевід був ідеальним, то вся енергія, що підводиться від генератора до волноводу, доходила б до навантаження. У цьому випадку коефіцієнт корисної дії волноводного тракту був би рівний 1.
Реальні хвилеводи, однак, виконуються з неідеального провідного металу. Тому порушувані електромагнітним полем струми в стінках хвилеводу обумовлюють теплові втрати енергії. У результаті інтенсивність електромагнітних хвиль по мірі їх віддалення від джерела за експоненціальним законом. Так, якщо в хвилеводі існує біжить хвиля типу H10, то амплітуди коливань компонент Еу і Нх на різних відстанях z від джерела визначаються виразами:
(5.1)
де а - коефіцієнт загасання.
Величина коефіцієнта загасання залежить від критичної довжини хвилі, розмірів хвилеводу, матеріалу, з якого він виконаний, і довжини хвилі коливань, застосовуваних для порушення. Внутрішня поверхня хвилеводів часто покривається сріблом або золотом. Це робиться в основному не з метою зменшення втрат енергії, а для запобігання корозії, яка може привести до істотного зростання втрат, а також іскріння і пробоїв.
6. СТРУКТУРИ ПОЛІВ ХВИЛЬ Н10, Н20, Н11 і Е11 В ХВИЛЕВОДІ
Хвиля Н10 в хвилеводі прямокутного перерізу має найпростішу структуру поля і являє собою основний тип хвилі. Всі інші типи хвиль називаються вищими.
Малюнок 6.1 Структури полів хвиль Н10, Н20, Н11 і Е11 в хвилеводі
прямокутного перерізу.
На малюнку 6.1 наведені картини полів для хвиль типу Н10, Н20, Н11 і Е11. Для хвилі Н20 уздовж широкої стінки є два максимуму інтенсивності полів. Це по суті справи картина поля хвилі типу Н10, повторена двічі зі зрушенням фаз в сусідніх комірках поля на 180 °. Для хвилі Н11 поля змінюються і вздовж вузької стінки, так що в поперечному перерізі хвилеводу електричне поле має складну структуру. Конфігурація поля хвилі Е11 відносно проста. Магнітні силові лінії розташовані в поперечній площині і являють собою замкнуті криві, а електричне поле має максимальну подовжню складову на осі хвилеводу. Це найпростіша хвиля типу Е. У прямокутному хвилеводі хвилі типу Е10 і E01 не можуть існувати, так як магнітне поле таких хвиль мало б бути направлено перпендикулярно стінок хвилеводу, що, як уже вказувалося, неможливо.
У разі Е-хвиль в стінках хвилеводу можуть текти тільки поздовжні струми. Отже, немає необхідності забезпечувати хороший контакт в кутах хвилеводу.
7. ТОКИ У ПРЯМОКУТНОМУ ХВИЛЕВОДІ НА ХВИЛІ Н10
В волноводах течуть два види струмів: струми зміщення - між стінками хвилеводів і струми провідності - по внутрішніх поверхнях металевих стіно...
