1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 35
Текст из файла (страница 35)
особенностями. В полосе прозрачности этого фильтра будем иметь: г з Р = ! +;. '- = 1-- ;Пол,са проз!,,„иос„! и!ос,„1,,„„ч о, „,,=. 1, ири моторок 2! /С .';Еоа!)=--1, т. е. И=я, До я!ч=- ",, иРи ком!рой соз Р=1 и р=0. фг4ФД1!' !:вой!г!гы многозвркных чиг!ьтртющих цапай 219 ;;-, 11мегчи!г!г!! оничпгиие ° !екущей групповой задержки» к групповой 'явяоржки ири я! =0: гф 1Ё1...' Рис. !О !5 Благодаря дисперсии и изменению фильтрующая цепь, даже Ф г! при спгласованпых ячейках, может вносить серьезные искажения сигнала. В силу этого при практическом использовании фильтрующих цепеи приходится рассчитывать лишь иа какую-то часть полосы частот, теоретически пропускаел!ых фильтром. Действительно, если Рис.
10ЛЧ 'Следоватс.!ьно, ззшшимость р(!») можно изобразить кривой рис. 10.18. ,,'Сопоставя !!! !о! Рисунок с рис. 10.1б, можпо заметить следующее: . в любой !очке полосы пропускания фазовая скорость пв —— — „-— — с(да!,» О, 220 в то время как групповая скорость и, = и.. — — с1Кп«<, О. Дш Ф элвмвиты теории «ильтекющих пвпвй ~гл, .10 литвиатгвь 22! 'ник. Подобные «детали»'процесса распространения играют особенно важную роль в работе замедляю!цих систем типа фильтра, применя!!';" амых в технике сверхвысоких частот. Таким обрааоы, в фильтрующей цепи типа фильтра высоких частот с реактивными элементами характер дисперсии весьма своеобразен.: при положительной фазовой скорости распрострзнени«! воли в ней юк Рис.
1ОЛ8. групповая скорость может быть отрицательной; Передающие линии, в которых фазовая и групповая скорости могут иметь разные знаки, играют большую роль в области сперхнысоких частот как специальные «замедляющие системы», т. е. нсредщощне устройсп«а, характеризуемые малой но сртппсппп с с ско1ыю!ыо рясп1нк«ранения элен!рома«ни~и!«х полн. !1плробппе щ1лнже!и!с «нойс!к н особенностей замплляющнх снегом букет лани кошке, я снпзн с вопросами геиериропаиия с!«срхзысо«1«х частот. Для того ч«обы пояснить физический смысл волнового процесса, фазовая и групповая скорости которого имеют разные знаки, вспомним, что понятие групповой скорости возникает при рассмотрении распространения возмущения, представляющего собой сложный процесс как в отношении своего спектрального состава„ так и в пространственном распределении.
Это возмущение может быть представлено в ниде суперпозиции своеобразных элементарных гармонических волн, каждая нз которых распространяется со своей фазовой скоростью и „: ш и Фк 8 + ййк р Здесь ю - . общак для всего волнового процесса частота, Л вЂ” целое число, характеризу!оп!ее номер «прог!ранственной гармоники», Для всех у«>0 о „' О, а для уг(0 ое»<" О, в то время как групповая скорость процесса в целом одна н обладает вполне определенным знаком. Для каждой спектралыюй составляющей сложного вол1ювого процесса получается свой «набор» пространственнык гармо ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ ВТОРОМУ .4,':. ";-...'.;; '1 Н. Н, Крылов, Теоретические основы ркдяотехпнки, Изд-во «Морской транспорты 1953 2, Б П.
Ассе а, Основы радиотехники, Сказ»нкдк«, 1947 3, М. А. Б и н ч - Б р у е э и ч, Основы радиотехники, Спязьиздат, 193Б 4. Д ж, С л э т е р, Передача ую,тракпротких волн, Гпстехиздэт, 1949. 5. Р. К н нг, Г. Минно, А. У и н г, Передающие липни, антенны,волноводы, Госэпергоиздат, 1948.
8. С. Рамо, Д. Уиинери, Поля н волны в современной радиотехнике, Госэнергоиздат, 1950 7. Теория линий передачи сверхвысоких частот, ч. 1, Иза-во «Советское радио», 1951 8. Линии передачи сантиметровых вопи, ч. 1, Иэд-во «Советское радио»„ 195! . 9. А, 1 у ил, И»игр«пик прп ккп пкпй ч;и опг, Г1ПИ, !931 10. Тгкппк«рэ;шкап««ппп, !щгпп«пыц !Ч19 1!. и 11 ь ~ 1~ к г и! ~ п ~ к и я, ! ни ю«!»пккн гмщкп с»грэю«гокпк ч«стет, РАЗДЕЛ ТРВТИй ВОЛНОВОДЫ И ПОЛЫЕ РЕЗОНАТОРЫ !'Л ЛИЛ ОД!>>1!!ЛДПЛТЛЯ ФИЗИ'!!',СКИ!! ОСНОВЫ КЛИЛЛИЭЛИИИ ЭЛККТРОМЛ1!! ИТ!!ОЙ ЭИ!' РРИИ ВОЛ!!ОВОДЛМИ ф !1.!.
Общие понятия о волноводе. В предыдущем разделе мы познакомились с передающими цепями типа «длинных линий». Под этим термином Обычно понимаются передающие системы, удовлетворяющие следующим условиям: а) геометрические размеры их в направлении распространения волн соизмеримы с длиной волны' или больше длины волны, в то время как «поперечные» размеры (расстояние между проводами двухнроволиоц или большой диаметр коаксиальнои линии) зпачнгельпо меньцп: длины волны; б) в режиме бшущей полны харак>ер расиространсшш воли и>голь длинной линии бса потерь >акой >ле, как и >мчи рапи'нино«> свободном прпсгранс>яе.
В!прая»гд>Г>с!Ои>см о>посигся как ь г>рук>урс поля щишы. расиространяюиге!!с>~ вдоль линни, ! ак и к ес фазоион скорое гн. Для волны длшшоп линии харак!ирна ..ТЕМ-стру!!гура»---векторы электрического и мшиично>о полей расположены в плоскости, пер-. пендикулярной к направлению распространения. Такие же «поперечные электромагнитные- волны распространяются и в неограниченном свободном пространстве. Прн переходе к сверхиысоким частотам использование длинных. линий как передающих устройств встречает значительные затруднения, проистекающие прежде всего из.за невозможности удовлетворить !еомс>ри ~секим требованиям, особенно и тех случаях„когда требуется передать значительную мопнюсть и приходится считаться с боль!ними напряжениями и токами.
В акустике широко используется направления« передача эиср~ип звуковых колебаний при помощи труб, дпамегр которых пе и~ряс> существенной роли. Электромагнитные волны, однако, не могут распространяться в трубе, любого диаметра и лкгбо>о поперечного сечения, что обусловлено поперечностью элок!ромагнию>ых волн и необходимостью выполнения на стенках отрубы определенных граничных условий. Поэтому для распространения электромагнитных волн может с.!ужить такая металлическая труба, которая удовлетворяет некоторым условиям ,ч 'ф..-;У! ),';1 ! ОБщие понятия О ВОЛНОводв 223 ',,:"",~;.:.;'::;:,';ь'г! '4Мцслс соо>ношения геометрических размеров ее поперечного ;-;.;:;:::..:=:!>»геи>и! и длины пропускаемой е!о волны. Вггьчз нрнчн~ивное, относшцееся лишь к простому частному ' Лх~;:;::;:.,' '«лучэаь !и> довольно наглядное представление о трубе, пропускак>- '1,'=:,,:."! .' !ш.'6 »>цк~ромзгннгные волны, -- «иолноводе» можно получить, ряггыо>рси качественно переход от дяухпроиолнои линии к прямоугольному иолиояоду.
Обра~и>!ся к рис. !1.1,а. Здесь изображено 4"ч сечение диухпроиолнои липин. Элекгрш!«скис силоныс линии (сплошныс) н магнитные (!п~рих-линии) расположены в плоскости чертежа. 11редсгавим себе, что оГ>а провода заменены довольно широкими лонгами (рис. 11.1, б). Хотя общая картина распределения электри'гсского и магнитного полей подобна предыдущей, все же, когда А ~!) ш ф >>> !'ис. ! !.!. ширина лент становится соизмерима с длиной волны, то благодаря установлению своеобразного режима распространения ие только вдоль, но н « поперек » лепт н необходимости постоянного выполнения граничных условия (электри ческня вектор нормален к проводя щея поверх пос ! и), возпнкаег неравномерность распределения электр ическо! о полн В между ле>нам и, обнаруживающего максимум в середине. Гс лп и! прина лс и > дос.! игпс > половины длины волны (рис.
1 ! . 1, в) го распределен ис элс>ы ричсс коы> пол я в « поперечном» !!.::; ' направлении станови ! си гаки ч, ч > о разнос гь потенциалов на края х лент равна нулю, а следовательно, не нару!лая режима системы, края эти можно соединить проводящими поверхностями, получив таким образом трубу пря моугольного сечения, внутри которой распространяется элек громагнитная волна. В то времи как электрические силовые линии прн описанном переходе нос гепенно «собираютсяя и пространство между лентами, а чатем — внутри трубы, магнитное поле претерпевает скачкообразное изменение: в условиях рис.
11.1, в оно уже не может Иметь характер «поперечного», как в предыдущих случаях. Вместо того чтобы охватывзгь провода или лепты (рис. !!.1, а и б), замкнутые магнитные силовые линии расположатся теперь внутри трубы в плоскостях, параллельных верхней и нижней степкам (проекция их на плоскость рисунка указана на рнс. !!.1 штрих.линиями). Это означает, что магнитное поле, кроме 224 канализация элвктяомагннтной энвзгнн золнозаддмн (гд. 11 поперечной составлякхцей, будет иметь также и продольную. Характер электромагнитной волны существенно изменится и структура ее полей приобретет своеобразный вид, определвемый наличием продольной составляющей магнитного поля. Возникновение продольных составляющих магнитного или электрического поля при распространении электромагнип<ых волн в волноводах зависит от геометрии волновала и способа его возбуждения, являясь той особенностью, которая отличает волноводы от длинных линий.
Ири изучении волноводов представляется весьма суп<ественным рассмотрение «типов волн»„ которые могут распространяться в волиоподах, н соо<ветстяу<ошнх этим тинам картин распределения электрическ<н о и и:и ни<но<о полей !!рнии<о рз<лич;$<ь сл«дукяцие тины полн и <и<ли<ни<да»: з) Вола! «нои<рсчш<.мнин<н<ж<$ (спмяол !<у!) <ши <зло<!!<ические (сишнш Е). Онн харак<призу<огсз тем, что силовые линии магнит<юга ноля целиком рашюложены в поперечных плоскостях валновода, электрическое же поле имеет продольную составляюигу ю.
б) Волны «поперечно-электрические» (символ ТЕ) или «магнитные» (символ Н) обладают электрическими силовыми линиями, расположенными в поперечной плоскости и продольной составляющей магнитного поля. Волна, получающаяся в прямоугольной трубе (рнс. !!.1, в), относится именно к этому типу. и) В во»попадая можно возбудить гзкжп полны продольных типов: «.! — элсктри <ескне пралольоы«, иге .<л«к<риз«скос поле ко<орых рас<ннн<ж«на и продаль! ных плоскостях, и 1.М-волны, исе м;ннпгпое иоле которых распола- $ -», л . $<<.'« '. гаегся в продольных плоскостях. Волны типа Х.
фактически являются суперпозицней ТМ и ТЕ волн. < Каждый из указанных типов воли характеризуется большим многообразием <видов» колебаний, могущих возникнуть в волноводе в рам< н<. «,'. ках данного типа волн. Этот во- прос далее будет рассмотрен подробно. Здесь пояшшм лшш следующее! если в волноводе рис. ! !.1 ззсгзвнп распростршш<ься волну вдвое короче указанной на рисунке, то ширина его будет уже не —, а).Тогда изображенноее па рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
