Типи електромагнітних хвиль в радіохвилеводах, основи електроакустики

При поширенні в різних типах хвилеводів ЕМВ має різну структуру. У коаксіальної лінії передачі поширюється плоска поперечна ЕМВ типу ТИМ. ЕМП ТИМ - хвилі укладено в просторі між внутрішнім і зовнішнім металевими провідниками.

При передачі по коаксіальної лінії ВЧ енергії по провідникам її течуть швидкозмінних електричні струми, які завдяки поверхневому ефекту зосереджені в дуже тонкому шарі металу, що становить одиниці мікрометрів, причому цей шар тим тонше, ніж вище частота сигналу. Таким чином, в коаксіальної лінії ВЧ струми течуть по зовнішньому шару центрального провідника і по внутрішньому шару оболонки. Коаксиальная лінія є повністю екранованої лінією передачі ЕМВ. Структуру ЕМП різних типів хвиль прийнято показувати у вигляді відповідного розташування силових ліній електричного (суцільні лінії) і магнітні (пунктирні лінії) полів для фіксованого моменту часу

Чим густіше розташовані силові лінії, тим більше напруженість поля поблизу даної точки простору.

Типи хвиль, які можуть поширюватися в хвилеводах, можна розділити на два великі класи:

У H-хвилі вектор напруженості магнітного поля H має не тільки поперечну складову, а й поздовжню Hz, а вектор електричного поля розташований в площині поперечного перерізу хвилеводу, тобто має тільки поперечну складову.

У Е-хвилі вектор Е - має подовжню складову, а вектор Н повністю розташований в площині поперечного перерізу хвилеводу.

Тому Н-хвилі ще називають поперечно-електричні і позначають ТЕ-хвилі, Е-хвилі - поперечно-магнітні хвилі - ТМ-хвилі.

Для позначення кожного конкретного типу хвилі застосовують два цифрових індексу, які ставляться у літери, що позначає клас хвилі. Для хвиль в прямокутному хвилеводі перша цифра характеризує зміну ЕМП уздовж широкої стінки хвилеводу. Друга цифра характеризує зміну поля уздовж вузької стінки хвилеводу. Наприклад, Н10. У такій хвилі уздовж широкої стінки хвилеводу розташована одна осередок поля, т. Е. Поле в поперечному перерізі має один максимум В напрямку, паралельному вузькій стінці, тобто вздовж вузької стінки поле не змінюється. Інші типи хвиль називаються вищими (Н20; Н11; Е11 і т. Д.) У хвилеводі круглого перетину так само можуть поширюватися хвилі різних типів, які позначаються за допомогою різних символів n і i. (Eni; Нni), де n - число зміни полів уздовж окружності, а i - число максимумів поля по довжині радіуса хвилеводу. Основним типом хвиль в круглому хвилеводі є хвиля Н01

У такій хвилі електричні силові лінії - концентричні кола, розташовані в площині поперечного перерізу хвилеводу. Магнітні силові лінії у вигляді овалів витягнуті уздовж хвилеводу і розташовані в площинах, що проходять через подовжню вісь хвилеводу. Відмінною особливістю цієї хвилі є наявність тільки кільцевих високочастотних струмів в стінках хвилеводів. Це призводить до того, що при збільшенні частоти сигналу втрати енергії цієї хвилі зменшуються, тоді як для всіх типів хвиль втрати зростають.

Як раніше зазначалося, що в даний час в техніці СВЧ все більшого поширення знаходять Полоскова лінії (симетричні, несиметричні) У несиметричних лініях стрічковий провідник знаходиться над заземленою пластиною а в симетричній - між паралельними заземленими пластинами У Полоскова лініях може поширюватися тільки один тип хвилі - поперечна магнітна ТМ11 (E11). Однак структура ЕМП цієї хвилі схожа на структуру поля ЕМВ типу ТИМ. Тому, з високим ступенем точності, можна розглядати основну хвилю в Полоскова радіохвилеводах як хвилю типу ТИМ.

Схожі статті