Файл: Семенов Н.А. Техническая электродинамика учеб. пособие для электротехн. ин-тов связи.pdf

— обеспечение заданной передаваемой мощности, что сущест­ венно для мощных фидеров. При этом не должен возникать элект­ рический пробой и температурный перегрев системы;

— экономическая целесообразность, определяемая умеренными поперечными размерами, малым весом, доступными материалами,

Рис. 8.2

В полых металлических волноводах, работающих в высокочас­ тотном диапазоне (от гигагерц до терагерц), плоская однородная

Волноводы поверхностной волны (диапазон частот от десятков мегагерц до тысяч терагерц) используют эффекты полного отраже-

\

ния и возникновения поверхностной волны при наклонном падении? луча на границу двух диэлектриков (см. 6 . 3) . Как и в полых ме­ таллических волноводах, волна распространяется в них, многократ­ но отражаясь от границы раздела.

Внастоящее время "интенсивно осваиваются субмиллиметровый"

иоптический (инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые лучи) диапазоны. Создаются волноводы, использующие оптические прин­ ципы. Конфокальные линзовые и зеркальные системы (рис. 8.2) пе­ редают волну со структурой, близкой к однородной плоской волнеТЕМ. Неизбежное при свободном распространении расширение се­ чения луча компенсируется периодически расположенными соби­ рающими линзами или зеркалами. Кожух служит лишь для меха­ нической и метеорологической защиты. Для этих же диапазонов изготавливаются волноводы поверхностной волны, выполненные из сверхпрозрачного стекла.

8.2. Волновые уравнения для направляемых волн

Пусть, например, направляемая волна распространяется в сторону возрастающих значений по оси г. Тогда векторы Ё и Н в любой точке поля представляют следующие функции от координаты г и времени t:

Предположим, что сторонние силы (источник волн) находятся вне рассматриваемой части системы, например, в бесконечно уда­ ленной точке 2И ст—>—°°. Тогда электромагнитное поле волны будет описываться однородными волновыми ур-ниями ( 3 . 2 2 ) , где к — ко­ эффициент распространения в среде, заполняющей направляющую систему.

Для регулярной направляющей системы естественно выбрать такие ортогональные координаты, чтобы ее ось была направлена параллельно г; тогда остальные координаты окажутся в плоскости поперечного сечения. Лапласиан, как оператор, можно представить в виде суммы лапласиана по поперечным координатам и вто-

, рой производной по координате г:

Зависимость всех векторов от z задана соотношением (8.1). По-

преобразуется в двумерное для поперечной плоскости направляю­

Поперечное сечение направляющей системы может состоять из

%1> Х 2 -

8.3.Связь между продольными и поперечными составляющими поля

До сих пор предполагалось, что ур-ния (8.5) решаются в векторной форме, т. е. в общем случае отыскиваются шесть координатных со­ ставляющих электрического и магнитного полей. Однако оказыва­ ется, что достаточно решить эти уравнения только для продольных составляющих Ez и Hz. Поперечные составляющие £j_ и Н± в на­ їж