40897

Повільні хвилі

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Непрямолінійний розповсюджувач меандр спіраль Для багатьох електричних приладів необхідно отримати хвилю, що рухається зі швидкістю . Це зокрема стосується приладів, у яких відбувається передача енергії та інформації від хвилі іншим носіям.

Украинкский

2013-10-22

183.5 KB

0 чел.

Лекція 12

Повільні хвилі.

Для багатьох електричних приладів необхідно отримати хвилю, що рухається зі швидкістю . Це зокрема стосується приладів, у яких відбувається передача енергії та інформації від хвилі іншим носіям. Однак, згідно Ейнштейну, хвилі у вакуумі рухаються зі швидкістю світла, а будь-який інший носій (наприклад ) не може рухатися зі швидкістю .

  1.  Для створення уповільнених хвиль використовуються різні спеціальні хвильоводи:

Передача енергії від електричного потоку до ЕМ – поля називається ефектом Вавілова-Черенкова. Він виникає, коли швидкості електричного потоку та ЕМ – хвилі рівні.

  1.  . Метод передачі енергії: в діелектрику – вузький канал, куди запускають потік електронів.

  1.  Метод уповільнення: використовуються дифракційні ефекти.

Розглянемо прямокутний хвильовід з діелектрику:

Розповсюдження хвилі в бруску з діелектриком – за рахунок повного відбиття. Це – відкриті діелектричні хвильоводи (бо немає металевих стінок) або світловоди. На практиці використовуються круглі волокна (див. мал.) – fiber-glass.

Досягнення полягає в тому, що немає металу, яким обумовлена більшість втрат. Ця лінія також є уповільнюючою, бо:

  1.  
  2.  непрямолінійне розповсюдження хвилі, .

Хвиля існує не лише в хвильоводі, але й в  металі, бо хвильовід – відкритий.

Висновки Ейнштейна про те, що фотон у вакуумі рухається зі швидкістю , стосується вільного нескінченного простору, тому за межами хвильовода неподалік від нього поле є, і воно рухається зі швидкістю ; проте на  поля бути не може через експоненційне спадання поля.

З інших міркувань: хвиля не виходить з діелектрику, тому, що всередині швидкість  тобто імпульс ; і згідно з законом збереження імпульсу хвиля не може вийти з хвильоводу, бо за його межами імпульс має бути . Єдина умова виходу хвилі з хвильоводу – тоді, коли швидкість хвилі в хвильоводі стане рівною с (імпульси всередині і зовні – однакові).

Розрахуємо поле у fiber-glass: шукаємо хвилю Е або ТМ.

Розв’язки обох рівнянь (для зовнішнього та внутрішнього середовища) необхідно прирівняти при  (на границі): ; .

В циліндричній СК: . Запишемо рівняння для скалярної функції: . Розглянемо симетричні розв’язки: . .

.

Якщо область містить точку ; то розв’язок зручно брати у вигляді функцій Ханкеля, бо саме в базисі  є функція, що експоненційно прямує до нуля при .

- йде в  з хвильовода, - йде з  в хвильовід.

Отже, розв’язок треба брати у вигляді: , , тобто .

Граничні умови для похідних . Врахуємо  для  або ;  циліндрична функція. Тоді . Таким чином з граничних умов одержали: . Це – лінійна однорідна система відносно А та В. Вона має розв’язок за умови : . .

Розв’язок позначається  (перший індекс в - нуль, бо брали ).

Знайдемо сталу розповсюдження: , тоді одержуємо: .

Тут також існує критична довжина хвилі, яка відповідає : . Однак існує більш жорстка умова – умова того, щоб хвиля не пішла з хвильоводу: : . Умовою визначення критичної хвилі у відкритих системах є не рівність сталої розповсюдження , а більш жорстка умова . Це – умова невитікання хвилі з хвильоводу. Фізично вона є законом збереження імпульсу (коли імпульси зовні і всередині співпадають, з’являється можливість для витікання хвилі.

Приблизна картина розподілу  та  у хвильоводі та зовні показана на малюнку:

Ця картина - для  (, 1 – номер кореня).

Непрямолінійний розповсюджувач

меандр

спіраль

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  

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

24868. Расследование и учет несчастных случав на производстве 166 KB
  Социальное страхование от несчастных случаев и профессиональных заболеваний. Основные положения Закона Украины Об общеобязательном государственном социальном страховании от несчастного случая на производстве и профессионального заболевания, повлекшие утрату трудоспособности. Основные требования Порядка расследования и учета несчастных случаев, профессиональных заболеваний и аварий, на производстве.
24869. Сущность и назначение РДС 27.5 KB
  Рыночная добавленная стоимость МVA рассчитывается как превышение рыночной стоимости предприятия над величиной инвестированного капитала. Суть МVA заключается в том что если рыночная стоимость предприятия превышает сумму инвестированного капитала то предприятие создает добавленную стоимость для акционеров. Показатель МVA может рассчитываться как текущая стоимость будущих показателей EVA предприятия. Рыночную стоимость предприятия можно рассчитывать с помощью показателя EVA в рамках доходного подхода.
24870. Сущность и назначение Экономически добавленная стоимость 33.5 KB
  EVA = NOPAT – WACC IC NOPAT – чистая прибыль после уплаты налогов и до уплаты процентов за кредит. NOPAT=EBIT1T EBITоперац прибыль до выплаты и налогов IC=TANP TАактивы NP безпроцентные тек обязва WACC=KsWsKdWd1T WACC ICсколько должны заплатить за капитал Сущность концепции EVA заключается в том что ставка доходности на вложенный капитал должна покрывать все риски акционеров прдприятия связанные с инвестированием в эту компанию. Предприятие создает добавленную стоимость только в том случае если EVA принимает...
24871. Сущность понятий «цена капитала» и «отдача на капитал» 28.5 KB
  Факторы влияющие на цену капитала: 1 Общее состояние финансовой среды в том числе финансовых рынков. Общая стоимость капитала предприятия складывается из стоимостей его отдельных компонент. На практике основная сложность заключается в определении стоимости отдельных компонент капитала полученных из соответствующих источников.
24872. Теоретические и практические подходы к формированию дивидендной политики 31.5 KB
  Сигнальная теория;6.1 Теория нерелевантности дивидендов. 2 Теория предпочтения дивидендов. 3 Теория налоговых асимметрий.
24873. Целевая структура капитала 32.5 KB
  Под целевой структурой капитала понимается такое соотношение собственного и заемного капитала которое фиксирует менеджер при принятии инвестиционных и финансовых решений. Собственный капитал состоит из уставного добавочного и резервного капитала нераспределенной прибыли и целевых специальных фондов. Добавочный капитал может быть использован на увеличение уставного капитала погашение балансового убытка за отчетный год а также распределен между учредителями предприятия и на другие цели.
24874. Цели и задачи управления капиталом 28 KB
  Практически каждый человек обладающий тем или иным капиталом стремится к тому чтобы его какимлибо образом сохранить и приумножить. В этом собственно и заключается основная задача управления капиталом. Первоначальная задача управления капиталом сводится к наиболее точному определению его размера и возможностей.
24875. ЭФР и особенности его использования 27 KB
  ставку налога на П ЭR – СРСП – дифференциал финанс рычага СРСП – средн. рычага чем больше проценты и чем меньше прибыль тем больше сила финансового рычага и тем выше финансовый риск. Если заемные средства не привлекаются то сила воздействияфинансового рычага равна единице.
24876. Анализ структуры капитала компании 24.5 KB
  Составляющими собственного капитала являются: уставный капитал и нераспределенная прибыль. Под структурой капитала понимают соотношение собственного и заемного капитала фирмы. Под величинами собственного и заемного капитала чаще всего понимают значения сальдо соответствующих счетов правой части баланса.