40891

Хвильовий опір хвильовода

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Рівняння для Т, ТЕ, ТМ хвиль різні. Щоб звести їх до одного виду, використовуючи потенціали , , де - електрична скалярна функція, - магнітна скалярна функція. Якщо для Т – хвилі завжди, то , а перетворюється в нуль завдяки .

Украинкский

2014-11-16

164 KB

1 чел.

Лекція 7

Хвильовий опір хвильовода.

Для Т – хвилі:  (для вакууму). Для ТЕ, ТМ хвиль введення хвильового опору не є однозначною задачею, бо існує кілька компонент. Домовились відносити опір до поперечної компоненти: .

Електродинамічні потенціали

Векторний і скалярний потенціали вводяться наступним чином: ; . У першому рівнянні, очевидно,  можна задавати з точністю до . При цьому рівняння Максвела:

Тоді отримаємо рівняння для ЕД потенціалів:

Рівняння для Т, ТЕ, ТМ хвиль різні. Щоб звести їх до одного виду, використовуючи потенціали , , де - електрична скалярна функція, - магнітна скалярна функція. Якщо для Т – хвилі  завжди, то , а  перетворюється в нуль завдяки . Рівняння для :

.

При цьому компоненти .

Інші компоненти можна отримати методом, який розглядався раніше. Для циліндричної СК: .

Круглий хвильовід.

Очевидно, будемо користуватися циліндричною СК :

Шукатимемо хвилю . Можна розв’язати , однак ми розв’яжемо рівняння для скалярних потенціалів: . З урахуванням вигляду оператора Лапласа у циліндричній системі координат одержимо: .

Використаємо метод відокремлення змінних:

;

. Звідки очевидно, що:

а) , тут  - будь-який кут повороту, залежить лише від вибору координат (з’явився через симетрію задачі). Оберемо .

б) - ЛДР зі змінними коефіцієнтами, тому звичайним шляхом його розв’язувати неможливо; потрібно застосувати спеціальні функції. Приведемо рівняння до стандартного вигляду: заміною   воно зводиться до рівняння Бесселя:

.

Його розв’язками є циліндричні функції (функції Бесселя):

  (*) 

Функції Неймана , а тому очевидно, що , тому що поле при  повинно бути скінченим. Таким чином, якщо в задачі існує точка , то розв’язок завжди береться у вигляді (*), де , тобто у вигляді функції Бесселя: .

Таким чином, , .

Скористаємося граничними умовами. Оскільки ; а ; то можна записати: . Отже, - це є умова для визначення . Корені цього рівняння аналітично не отримуються, але їх можна знайти чисельно:

, де - номер хвилі, - номер рядку.

1

2

0

3.83

-

1

1.84

-

Отже, . Таким чином, для хвилі . Критична довжина хвилі у хвилеводі визначається з умови . Аналогічно .

Тепер знайдемо картину хвиль. Для цього скористаємося топологічними перетвореннями:

Перетворюючи  в декартову СК, одержали  в циліндричній СК.

Перший індекс – змінна по , другий – змінна по . Таким чином у круглому хвильоводі “головною”, “найкращою” є хвиля  (в той час як у квадратному - .

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31455. Закон взаимного перехода качественных и количественных изменений. Соотношение категорий «качество», - «количество», «мера». Понятие «скачка». Виды скачков 34 KB
  Соотношение категорий качество количество мера. По механизму своей реализации: динамические описывают поведение относительно изолированного объекта все параметры движения которого известны; статические которые описывают связи в таких процессах в которых участвует большое количество сравнительно однородных объектов и в которых необходимость проявляется в виде Закона больших чисел: данный закон осуществляется не в каждом отдельном случае а действительно только для большого количества случаев ЗАКОН ВЗАИМНОГО ПРЕХОДА...
31456. 3акон единства и борьбы противоположностей. Соотношение категорий «тождество», «различие», «противоположность», «противоречие». Типы противоречий и формы их разрешения 38.5 KB
  Автор законов Гегель абсолютный идеализм законы применения для описания механизма развития абсолютного духа. Главная задача описать сам механизм развития. Закон единства и борьбы противоположностей главное причина и источник развития Закон отрицания отрицания описывает в развитии траектория по которой развитие осуществляется Закон это связь между явлениями и процессами действительности которые являются объективной всеобщей внутренней существенной необходимой а в силу этого устойчивой и повторяющейся. Единство и...
31457. Вакон отрицания отрицания. Соотношение категорий «новое» и «старое»; «уничтожение», «возникновение», «развитие», «становление» 35 KB
  Группы: категории предметные 2категории отношения ЗАКОНЫ Отец диалектики Гераклит. Автор законов Гегель абсолютный идеализм законы применения для описания механизма развития абсолютного духа. Закон взаимного перехода количественных и качественных изменений. Закон единства и борьбы противоположностей главное причина и источник развития Закон отрицания отрицания описывает в развитии траектория по которой развитие осуществляется Закон это связь между явлениями и процессами действительности которые являются...
31458. Развитие, его модели и законы. Понятие о саморазвитии. Самоорганизация материальных систем 43 KB
  В результате развития возникает новое качественное состояние объекта. Изменение охватывает все процессы развития вообще. Можно выделить характерные признаки развития: качественный характер изменений их необратимость направленность. В истории философии известны несколько моделей развития моделей диалектики.
31459. Проблема познаваемости мира и ее решение в различных философских системах. Субъект и объект познания. Чувственное познание и его формы 54 KB
  Субъект и объект познания. Локк[эмпиризм сенсуализм] 2агностицизм мир в принципе не познаваем для человека; Юм [человек может иметь дело только со своими ощущениями и за их пределы выйти не способен] критический рационализм [пределы познания в свойствах психич. способностей] Кант догматический рационализм [тождество мышления и действительности] Гегель 3скептицизм отрицает возможность достоверного познания мира В конкретном познавательном акте объектом познания будет тот или иной фрагмент действительности прим. Если же вести речь...
31460. Философия, ее предназначение, функции и роль в обществе. Исторические тенденции в определении предмета философии. Философия и наука. Философия и вненаучное знание 49.5 KB
  Исторические тенденции в определении предмета философии. Предназначение философии Предмет философии философия наука которая изучает наиболее общие законы развития природы общества и познания правильное и бесполезное определение. Предмет философии рассматривает наиболее важные связи в системе мир человек. Назначение философии поиск удела человека обеспечение его бытия в причудливом мире а в конечном счете в возвышении человека в обеспечении его совершенствования.
31461. Проблема материального и идеального в философии. Основной вопрос философии и два его аспекта. Направления в философии 35.5 KB
  Материя порождает сознание или наоборот что первично необхмо выяснить является ли содержание нашего сознания адекватным отражением внешнего мира или нет познаваем ли мир Материализм исходит из принципа первичности материи по отношю к сознанию: первичность материи означает что она есть абсолютное начало мира сущет объективно незывмо от сознания и в мире ничего нет что не являлось бы материей ее сввом или продуктом ее развя. Идеализм философское мировоззрение признающее сущностной субстанцией мира основой бытия не...
31462. Философия как метод. Различные философские методы. Структура философского знания 34.5 KB
  Различные философские методы. Основными методами философии путями средствами с помощью которых осуществляется философское исследование являются: диалектика; метафизика; догматизм; эклектика; софистика; герменевтика. Диалектика метод философского исследования при котором вещи явления рассматриваются гибко критически последовательно с учетом их внутренних противоречий изменений развития причин и следствий единства и борьбы противоположностей.
31463. Философия и мировоззрение. Мировоззрение: структура, функции, типология, классификация. Философия как теоретическое ядро и рефлексивно-рациональная форма выражения мировоззрения 30.5 KB
  Философия и мировоззрение. Мировоззрение: структура функции типология классификация. Философия как теоретическое ядро и рефлексивнорациональная форма выражения мировоззрения Мировоззрение совсть наиб. Философия и есть мировоззрение.