Летающий спутник

Летающий спутник

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

Заказать диплом

 Cкачать контрольную

Cкачать контрольную

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Электроника и электротехника Понятие о магнитном токе Волны в коаксиальной линии Законы Ома и Кирхгофа Полупроводники Ядерная физика Квантовая физика Оптика

Волны в коаксиальной линии.

Волна T. Волновое сопротивление коаксиальной линии

В коаксиальных линиях возможно существование волн T, E и H.

Т.к. у волны T , то эта волна является низшим типом волны в коаксиальной линии.

  (*) 

Уравнение Лапласа () в полярной системе координат имеет вид

 1

Уравнению (1) соответствуют два решения:

 2

, 3

где m - целое число.

На поверхности внутреннего проводника и на внутренней поверхности внешнего проводника, которые полагаются идеально проводящими, касательная составляющая электрического поля должна обращаться в нуль

 4

Следовательно, решение (2) при  и  не удовлетворяет граничному условию (4) и его следует отбросить. Для второго решения

,

т.е. граничное условие (4) выполняется тождественно при произвольном значении константы D и функция Y2 является искомым решением.

Подставляя в (*) и в (8.5.8) () функцию Y2, находим

 5

  6

, где E0 - модуль напряженности электрического

поля у поверхности внутреннего проводника.

Структура поля, соответствующая (5), (6) изображена на рис.

Разность потенциалов между центральным и внешним проводниками равна

  7

Ток, текущий по поверхности центрального проводника и по внутренней поверхности внешнего проводника, равен

 8

Отношение напряжения u к току I в режиме бегущей волны называется волновым сопротивлением коаксиальной линии

  9

Электрические и магнитные волны

Продольная составляющая Ez волны E является решением уравнения ( 1), которое согласно ( 9) имеет вид

 10

Т.к. Ez обращается в нуль у поверхности внутреннего и внешнего проводника, то

  11

(11) - трансцендентное уравнение, из которого находится величина. Аналогично в случае магнитных волн: величина является корнем трансцендентного уравнения:

  12

Как показывает анализ уравнений (11) и (12), первым высшим типом волны в коаксиальной линии при любом диаметре внутреннего проводника является волна H11.

Если R1 = 0, то коаксиальная линия превращается в круглый волновод, низшим типом волны, в котором является волна H11; введение вдоль оси круглого волновода тонкого металлического стержня слабо влияет на распространение волны H11 ввиду отсутствия у нее продольных составляющих E. Поэтому при малом R1

   13

 Рассмотрим другой предельный случай 

 

- структура поля волны H в прямоугольном волноводе, изогнутом в поперечной плоскости по дуге

 у H11 равна размеру широкой стенки прямоугольного волновода, длину которой в изогнутом волноводе можно считать равной . Следовательно, при

 14

При  формула (14) дает значение , что отличается менее чем на 10% от значения  в формуле (13)

Таким образом, можно без большой погрешности пользоваться формулой (14) при произвольных значениях R1 и R2.

17.3. Диаграмма типов волн в коаксиальной линии

Линии поверхностной волны

 

В направлении х металлическую поверхность и слой диэлектрика будем считать однородными, в этом случае составляющие поля то х не зависят.

Рассмотрим волну типа “E”. Например, волна амплитуда которой экспонициально затухает в направлении перпендикулярном разделу сред. В соответствии с единым подходом :

 ; ;

при y³d :  (3)   (4)

при y£d :  (3)   (4)

1:  (5)

3:  

Для определения полной структуры найдем поперечные компоненты:

 

 

y£d :   (8)

y³d :   (8)

 

На границе раздела воздух-диэлектрик должна наблюдаться непрерывнеость тангенциальных соствляющих.

  (11)

Трансцендентное уравнение 11, и  , представляют полную систему уравнений.

Пока a, определяемая соотношением 7, остается действительной величиной существует поверхностная волна, т.е. выполняется <0 (12)

Из анализа соотношения 11: ; ;

 < (14) Низшая волна эл. типа может существовать на любых частотах более 0 Гц и при любой толщине диэлектрического слоя.

Одной из важнейших характеристик является поверхностное сопротивление на границе раздела сред диэлнктрик-воздух.

;

 (15); , при <0, при y=d zC – чисто реактивное и имеет индукционный характер. При этом отсутствует поток активной мощности в направлении перпендикулярном границе раздела сред.

Каждый из пазов короткозамкнутый плоскопараллельный волновод. При глубтне паза < входное сопротивление чисто реаективное (носит чисто индуктивный характер). При t+s<<l пренебрегая толщиной металлических ребер можно полагать что в любой точке на поверхности гребенчатой структуры соротивление реактивно имеет индуктивный характер следовательно условно существует поверхностная волна эл. типа.

Структура их схожа со структурой эл. Волн приведенных для диэлектрического слоя для металла.

 <, ; L<,

Из условия существования поверхностных волн эл. типа >; , <, такие волны называються замедленными. Аналогичен анализ для волн “H” типа.

; условие распространения <0.

Рассмотрим поверхность, при выполнении условия существования поверхностной волны. Поверхностное сопротивление в структуре я вляется чито реактивным и носит емкостной характер. Низшей волне магнитного типа соответсвуют корни : << следовательно , ; . , , , ,  из этого >.

Вывод: В направляющей структуре поверхностного типа, низшим типом является волна типа “E” c fkp=0.

Рассчет длинны волны в замедляющей системе.

Полученное в предидущем параграфе дисперсионное уравнение ; - позволяет рассчитать длинну волны. Они должны быть дополнены уравненими определяющими поперечное волновое число в диэлектрике и уравнением определяющим a.

(; ), просуммируем  

Для волны типа “E” -  и 

Для волны типа “E” -  и 

Каждая из этих систем позволяет рассчитать длинну волны , в них есть трансциндентное уравнение и алгебраическое уравнение второго порядка. Каждое из этих уравнений формируется относительно безразмерных переменных , . Совместное решение любой из этих систем возможно графическим или численным методом.

Прямоугольный волновод

Круглый волновод. В круглом волноводе возможно раздельное существование волн E и H и невозможно распространение волн T.

Токи на стенках прямоугольного и круглого волноводов. Токи в прямоугольном волноводе при распространении волны H10 Предположим, что стенки волновода являются идеально проводящими. В этом случае токи проводимости текут по поверхности стенок. Плотность поверхностного тока численно равна напряженности тангенсальной составляющей магнитного поля у поверхности проводника

Затухание волн в полых волноводах. Источники потерь в волноводах. Направляемые волны в любых линия передачи, их структура и характеристики, можно получить используя концентрацию порциальных плоских волн Т.

Колебательные системы СВЧ. Объемные резонаторы. Эволюция электромагнитных колебательных систем. Недостаток контура низкая добротность, связанная с уменьшением энергии электромагнитного поля в такой системе с увеличением активных потерь обусловленных поверхностным эффектом и с потерями на излучение. Возрастает запасенная энергия, уменьшаются потери. В таких объемных резонаторах сохранены конструктивные особенности присущие системам с сосредоточенными параметрами (можно выделить L и C).

Добротность объемных резонаторов

Волны с круговой поляризацией в гиромагнитных средах. Направление вращения магнитного момента определяется направлением постоянного подмагниченного поля. Если смотреть по направлению постоянного подмагниченного поля, то прецессия осуществляется по часовой стрелке. Поэтому имеет смысл вращение плоскости поляризации в ВЧ волне также связать не с направлением распространения волны, а с направлением силовых линий постоянного подмагниченного поля. Будем ВЧ поле называть правополяризованным, если вектор  ВЧ поля вращается в плоскости ^ вектору магнитному полю постоянному по часовой стрелке смотрим по направлению Но.

Теория линии передач конечной длины. Распространение электромагнитной волны в линиях передач конечной длины. Реальные линии передачи всегда имеют конечную длину. Включение в некоторое сечение нагрузки приводит к изменению граничных условий, как в данном сечении, так и во всей линии. Обычно это изменение структуры представляют как результат интерференции падающих и отраженных волн в линии передач.

Нормированное эквивалентное сопротивление ЛП. Нормированное эквивалентное сопротивление нагрузки

Волновые матрицы четырехполюсников. Матрицы рассеяния и передачи. Предположим, что к некоторому объему, который рассматривается в качестве нагрузки, подключены два отрезка одинаковой,регулярной линии передачи

Линейные свойства СВЧ. Элементы линий передачи. Неоднородности и нерегулярности в Л.П. Нерегулярности в Л.П. называются любые изменения поперечного сечения или электродинамических свойств среды заполн. Л.П.Неоднородности в Л.П. называются любые нарушения неоднородности заполняющие.К нерегулярности относятся устройства возбужд. Волн в Л.П. ступенчатые и плавные переходы, согласующие устройства делители фильтры и т.д.


Теория электрических цепей