1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 42
Текст из файла (страница 42)
е>>> . »>« >6»е еч= — 1 —, У>= — > —. « е' Г'>»зе »ез н»цгкпт волн, распространяющихся в однородной непа>,зпп>е>»ч',я '1>«»с, можно написать". — * >'и»не м /> 1' =~' -з-.=-- )/е1л= Л. мо> ! "» >ь>-,» н>шучспие известного выражения волнового числав нм»>» р«» >» >ит»иш>сгь принятой аналогии в рамках рассыл>!ни>згм>ч»»>з» ямч.>гик волн. ;;-:" . йзивсящему только от геометрии линии и свойств Окружающей !~:,'>':. среды. Из наложенная рансс теории длинных линий известно, что 4;:::;> . 'волновое сопротивление выражается чсрсз параметры линии и являет« 'ся колшлекснай величиной.
Для линии без потерь оно становится величиной действитсльпай: / Е, 11срсхад» к >шлиаеолньш сис>смзм, мь> у>лс пс мажем определить со>йи»нззснис через напряжение и ток. Можно, однако, развивая знзлагша между линиями и вошшводами (при условии наличия и последних одного определенного типа волн1), ввести понятие 1"- волнового сопротивления и для волновода.
Ограничилюя рассмотрением плоских волн в среде без потерь распространяющихся по нат>равлению +л. В предположении гармонического изменения всех компонент полей волны во времени, на основании уравнений Максвелла, можно написатш «16„. ми ДЕ .
м — "= — 1 — Н вЂ” '- =/-'-- Н.. ИН .ме >10 . ме !1б — л-= — у — Е; — "=у е. ! йе е «! Ж е у ';:::":;; <,'.>»и»г лазим эгн уравнения с известными из предыдущего уравнениями длинных линий: ВО>и<ОВОД КАК ПЕРЕДАЮЩАЯ СИСТЕМА (гл. 16 волн, т. е. от геометрии поля Воли.
Это обстоятельство †основн причина того, что, как было указано выше, сравнение линий и волповодов можно производить лишь при условии работы последних каким-то одним определенным типом волн. При Л вЂ ».Х, т. е. Ири переходе от условий распространения в волноводе к условиям распространения в свободном пространстве, выражения волнового сопротивления Волновода как для магнитных, так и для электрических волн превращается в .а/ >< 6 го= ~' о Н Э<о о>пошл<не, ко>орос можно наш <>ь <волновым сопро>иилсписм с1>ел<о-, мп» но ра<сма>рппо<ь и «ачг«пе неко<о!И>й харак>српс>ики ср«нк йо<шч> и, п<>добяос ппрслслспис имеет смысл лишь при 1 =.—.-Л, г.
е. для плоских волн типа 77'М„При рассмотрении вопросов, связанных с электромагнитными полями, мы пользовались гауссовой системой единиц. В этой системе о и р являются величинами безразмерными, поэтому и величины эквивалентного волнового сопротивления волновода и волнового сопротивления среды также оказываются бсзразмсрными. Поэтоо<у при расчетах ло удобнее всего пользоваться практической системой единиц (в которой о и й являются размерными величинами), введя для Е в/гм„ а для Н вЂ” а/гм. То~да Волноаос сопротивление среды выразится в омах'. 4 см~ 1:~ ~о ==- ' п~ о -- о-о ~ ~ — Го !<> "<! ° а о,= <«1.- !О ыф!'«м, 1 !'о ='1к 11«а""/н<1<м. Значиг, для свободно<.о прог<раис>ва ' = У, =! 20« =- 376,6 ом - 377 ом.
Н Оледоватсльио, если па пути распространения плоской электромаг нитной волны поставить перпендикулярно к направлению распростра пения какую-то плоскость, обладаюп>ую поверхностным сопротив Это удобно также при сопоставлении соответствующих характеристик волновода с параметрами линий, где ло определяется как отношение напряжения к току, т. е.
сразу же получает размерность сопротивления.>1ислениое значение волнового сопротивления среды можно подсчитать, исходя из того, что в практических единицах диэлсктрическая и магнитная проницаемости свободного пространства равны> ч 15.21 УслОВиЯ сопостАвлиниЯ ВолноводА и линии 273 леиием в 376,6 Ом1смо, то на ней будет создаваться соответствующее отношение тангенциальных составляющих Е(Н, и волна полностью коглотится данной поверхностью.
Отраженная волна ие возникает, "ь~ и получится своеобразная аналогия длинной линии, нагруженной в конце иа сопротивление, равное ее волновому. Если в полученных выше выражениях для волнового сопротив'>::.", кения волновода взять вместо !» и е величины !<!» н ооо, где !> и а — относительные значения пропицасмостсй данной среды, а р. и ,::;;::::.. а — приведенные только что значения их для пустоты, то величйна Х будет выражаться непосредственно в омах. Итак." . ° / и ля= 376,6 у — . — Ом для Н-волны; Ео = 376,6 ~> — ° — 'ом для Е-волны. о/и >, Г ° 'л Все приведенные соображения относились к режимам бсгущих волн В реальных волноводах н линиях в Г>оль>пипФтвс практических .,''-:. Случаев приходится иметь дело с нзлсшшми отраженна волн.
Различные неоднородное~и, могущис встрсппься па пуы> волн в волпозоде, недоста>очное согласование нагрузки и т. д. могут быть источником таких, обычно нежелательных отражений. Естественно, при наличии отражения отношение поперечных компонент Е и Н уже не дает волнового сопротивления, но будет характеризовать собой то, что в теории длинных линий называется «входным сопротивлением» в данной точкс. В применении к волноводам приходится, о к видно, говорить о входном сопротиплении в данном поперечном ггч ч>нп (если иолповод работае> на доминантных волнах, то отнопо пнг Г)Н и<' завп< и«>г нопср<чпых координат х и у). Входное сон!инни<и нш о<пшошщо, клк и длинной липин, периодически иамспясгго паоло гпг <«мы. 1!Оп >нов и< г <с гоп< пошшпш, когорые были получен>о и <сирин д>ншпых линни, мп< уг Г>ым, нсрсиссены и па тк случай волповолпых систем.
Топи> гак >ке иснц< круговых диаграмм, развитый ранее для длинных линий (глава «>!11), находит себе ши- ~~,"-:; ..' рокое применение при решении различных вопросов, касающихся волноводных систем. Одним из важнейших измерений в технике исследования волноводных устройств, их согласования н применения для различных целей, является измерение коэффицие>жа стоячсй волны (КСВ). Последнее осуществляется совсршенно таким жс спо- 1',::.:: сабом, чго и в случае длинной линии. Зонд, индицирующий интенсивность поля, перемещается вдоль волноводной иамерительной линии и регистрирует некоторую величину, пропорциональную результирующему полю в каждой точке. При наличии только бсгупшй волны показания индикатора не зависят от его положения вдоль линии и при перемещении зонда изменяться не будут.
Если же имеет .Место о>ражсние и возникают сгоячие волны, то показания прибора «>юлаокавыв Валнаводы» Рис. !5.7 волновод клк пш ядмощля ансгама 1гл, 15 изменяются при перемещении вдоль системы, давая возмажноеть определить коэффициент стоячей волны как отношение максимальнаго показания индицирукхцега прибора к минимальному. Зная величину КСВ, геометрию волновода н вид рабочей волны, можно, воспользовавшись данными в теории длинных линий соотношениями, определить сопротивление нагрузки, условия согласования и т.
н. При>щнп устройства волною>лпоИ измерительной липин, псиользуячш" и прямоу>ольнып волиоиод, ясен нз рис. 1>>.б, $15.3. нйаласкавые валнозадым. В заключенна настоящей главы посвятим несколько слов своеобразным линиям передачи, примененным в самые последРиг.
!5.6. нне годы в технике сверх- высоких частот и получившим название «полосковых полноводов . Прсчс>явим себе обычную двухпроводную лнпню (рнс. ! 5>.7, и), »>ежду щпшолами ко>оран всгавлепа проиошппзя пляс>нпа >еорггп шскн бсскоплчпой ширины. Тогда благоларя появлению зеркалшюго изображения проводника в этоИ пластине (рис. 15.7, 5) >гоп>!>игурацня поля в полупространстве между проводам и пластиной останется та же. В такой системе типа «провод над плоскостью» могут распросграняться такие же ТЕМ-волны, как и в обычной двухпроводной линии. Прн условии, что расстояние между проводом и проводящей плоскостью И весьма мало по сравнению с длнноИ волны, вся энергия распространяющейся волны сосредоточивается вблизи провода, и практически ширина пластины может быть порядка трех-пяти диане~ран провода.
Если провод замспн>ь >он>сай лентой — «полоской», отделенной от проводшпсй плоскости слоем диэлек>рика (в частном случае — воздуха), получи>ся полосковый во»повод. (рис. 153). В такой линни передаваемая энергия волны >акже сосредоточена в непосредственной близости от проводящей полоски, чго иллюстрируется рнс. 15.9, где приведены результаты вычислений о>ношения потока энергии в данном поперечном сечении к общему потоку энергии при д!>5 =— =3,44. Как вилно отсюда, почти вся мощность сосредоточивается в области, примерно равной тройной ширине полоски. Полосковые волноводы представляют собой линии откры>ого типа, которые неизбежно должны обладать потерями на излучение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
