|
| |
|
Слаботочка Книги замкнутой линиИчДлиной ЗУ4 (см. также рис. 14.8). В продольном сечении эти линии проектируются в виде точек. Черными кружочками, как и прежде, показаны линии, направленные от читателя, а светлыми - на читателя. Максимумы полей чередуются  Рис. 14.8. Переходит двухпроводной линии к прямоугольному волноводу в случае возбуждения волны Hq. В продольном направлении через kJ2. Каждая линия магнитного поля охватывает какую-то часть электрических силовых линий двух соседних групп. В поперечном сечении линии магнитного поля проектируются в виде прямых, параллельных широким стенкам волновода. I-*~.ХЛ* А,*. *---   Рис. 14.9. Распределение электромагнитного поля волны Нц в прямоугольном волноводе. Согласно рис. 14.8 для стороны а наименьший размер мин = Я, т. е. критическая длина волны Яго равна Якр = а. При распространении волны Яц в прямоугольном волноводе (рис. 14.9) на каждой стороне поперечного сечения должна укладываться одна стоячая полуволна электрического поля. В данном случае волновод с некоторым приближением представляется в ви- де двухпроводной линии АВ, CD (рис. 14.10), д которой примыкает бесконечно большое число короткозамкнутых перемычек, имеющих с одной стороны длину Х/А, (например, перемычка ВЕР), а с другой - 3V4 (например, BKMLF). Провода этих перемычек не расположены параллельно, в связи с чем поля волны Яц имеют своеобразную структуру. В поперечной плоскости волны Нц (рис. 14.9, 14.10) электрические силовые линии ответвляются от одной стороны к двум соседним сторонам сечения и с каждой из них в начале и конце образуют, угол 90°. Электрическое поле максимально в середине  Рис. 14.10. Переход от двухпроводной линии к прямоугольному волноводу в случае возбуждения волны Йц. стенок волновода и равно нулю по краям. Так как в любой точке волновода векторы Е и Н взаимно перпендикулярны, то линии магнитного поля изогнуты в проекции на поперечную плоскость и параллельны в продольном направлении. Продольное сечение полей волны Яц вблизи любой стенки волновода такое же, как сечение волны Я, параллельное широкой стенке. Для волны Яц соотношение между критической длиной волны и размерами а и b установить труднее, поскольку мнимые короткозамкнутые линии образованы не параллельными проводами и представляют собой цепи с неравномерно распределенными постоянными. Более строгое исследование, основанное на уравнениях Максвелла, позволяет установить формулу критической длины волны, справедливую для любой волны в прямоугольном волноводе; (332) Согласно этой формуле для волны Н Якр = -, = 2а, а для волны Я20 что совпадает с ранее приведенными формулами. Для волны Яц , 2 2аЬ Л.кг> - ( / М у q2 -1- 2 * Все сказанное о токах проводимости и смещения для волн Яю и Яц в § 92 справедливо и для других волн типа Я. В частности, ток смещения максимален в областях L, М на рис. 14.4, L,M,N,P на рис. 14.7 и L на рис. 14.9, где электрическое поле проходит через нулевое значение в продольном направлении. Вокруг этих областей концентрируются магнитные поля. Обобщаем свойства магнитных (поперечно-электрических) волн Н{ТЕ) в волноводе: 1. Электрическое поле, этих волн полностью расположено в поперечной плоскости, а магнитное поле имеет и продольную, и поперечную составляющие. 2. Ток смещения поперечный и потому создает вокруг себя магнитное поле с продольной и поперечной составляющими. 3. Магнитное поле имеет две составляющие, из которых поперечная прямо пропорциональна продольному току проводимости, а продольная прямо пропорциональна поперечному току проводимости. 4. Если волновод согласован с нагрузкой, т. е. в продольном направлении работает в режиме бегущих волн, то электрическое поле совпадает по фазе с поперечной составляющей магнитного поля, а следовательно, и с продольным током. Электрические волны. Простейшей электрической волной в круглом волноводе является волна типа Я01 (рис 14.11). Как известно, линии магнитного поля всегда замкнуты, а волна Eqi, по определению, имеет поперечное магнитное поле, которое не изменяется по окружности (/72 = 0). Следовательно, линии магнитного поля - окружности с центром на оси волновода (рис. 14.11, а). На радиусе поперечного сечения напряженность магнитного поля увеличивается от нуля в направлении к внутренней поверхности волновода и достигает максимума {п = 1) вблизи этой поверхности. 376 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 [124] 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |