Реферат: Техника и электроника СВЧ (Часть 1)

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).

Лекція 13

Гібридні хвилі.

Раніше ми розглядали всі види хвиль (Е, Н чи Т) окремо. Однак у загальному випадку хвиля є суперпозицією Е, Н, Т – повний розв’язок рівняння Максвела.

Гібридна хвиля – це хвиля, яка має всі компоненти; це суперпозиція Е, Н, Т.

У випадку розглянутому вище, хвильовода (стержня), ми маємо три граничні умови і дві константи в рівняннях, а тому рівняння в загальному випадку не буде мати розв’язків. Однак, тут нам потрібно розглядати не тільки , , , а і хвилю : . Тепер поле описується чотирма константами і відповідно чотирма граничними умовами.

Метод узгодження поперечного імпедансу. Гофра.

Покажемо, що ця система – уповільнююча. Розглянемо модель:

Уявимо, що в цій системі дійсно існує хвиля, близька до хвилі біля круглого хвильоводу. Нехай це буде Е – хвиля, що розповсюджується в напрямку . По аналогії зі стержнем . Виходячи з цього, можна знайти інші компоненти: .

Це – компоненти зовні. Що буде всередині? Всередині будуть стоячі хвилі: . Це – дві Т - хвилі (пряма і відбита).

Можна розглянути таке рішення для всередині: . Тоді

Пом’якшимо умову (це метод узгодження поперечного імпедансу) так, щоб неперервні були відношення полів.

Тоді .

Поперечна стала розповсюдження хвилі .

Тоді . . В точках отримаємо .