11.Прямоугольный обьёмныйрезонатор.Распространение волн.

Прямоугольный резонатор представ­ляет собой отрезок прямоугольного вол­новода, замкнутый с обоих концов прово­дящими пластинами (рис.11.8). Резона­нсная длина волны колебаний Е_тпри Н_тпр, в таком резонаторе определяется из фор­мулы (11.24), которая после подстановки в нее выражения (10.12) принимает вид

У волны Е_тпрни индекс т, ни индекс пне может быть равен нулю, поскольку существование волн Е_о„ и Е_т0в прямоугольном волноводе невозможно. У волн Н_тпртолько один из индексов т или пможет быть нулевым. Значение индекса р, равное нулю, допустимо для волн Е_тпри невозможно для волн Н_тпр(см. выше).Следовательно, в формуле (11.28) независимо от типа волны только один из трех индексов т, п или р может обращаться в нуль.

Низшее (основное) колебание имеет наибольшую резонан­сную длину волны. В прямоугольном резонаторе основным ко­лебанием при b< а и b<lявляется H₁₀₁, при а <b и а <l – H₀₁₁, a при l<a  иl<b- Е₁₁₀. Обычно наименьшим размером является b.

Поэтому наиболее часто используется колебание Н₁₀₁. Структура электромагнитного поля этого колебания в некоторый момент времени 0 <t<T/4 показана на рис.11.9.

Собственная добротность резонатора с колебанием Н_шмо­жет быть определена из формулы (11.16). Выполнив необходимые преобразования, получаем

Как показывает расчет, собственная добротность, прямо­угольного резонатора достигает десятков тысяч в сантиметровом диапазоне волн.

13) 1.5. Материальные уравнения среды.

Материальные уравнения устанавливают связь между векторными характеристиками электромагнитных полей одинаковой природы. Рассмотрим связь между векторами D и Е, В и Н.

Электромагнитные процессы могут протекать в самых разных условиях. Электромагнитные волны пронизывают ионосферу (от спутника до земной антенны). От свойств среды, зависят условия распространения. Физики подробно дают ответ на такие вопросы (физика твердого тела, физика плазмы и т.д.). В простом представлении (грубая модель) среды

разделяют на диэлектрические и магнитные. Диэлектрические среды состоят из зарядов одинаковой величины и противоположных по знаку (диполей).

Многочисленные эксперименты и строгие теоретические выводы подтверждают связь:

=

где - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды.

Для вакуума = = 8,85 * 10^-12 [Ф/м].

Вводят понятие относительной диэлектрической проницаемости: =

=

В справочной литературе указаны значения . Для магнитных веществ ситуация аналогичная:

=

- абсолютная магнитная проницаемость.

Для вакуума:

= = 4 * 10^-7

Для удобства расчетов вводят понятие относительной магнитной проницаемости :

=

Выражения (1.5.1.) называют материальными уравнениями среды.

=

=

=   (1.5.1.)

- плотность тока проводимости []

- удельная проводимость среды [].

14) Волны “Е” типа в круглом волноводе Е_z 0,     H_z = 0

15) Применение волноводов

Волноводы служат для передачи энергии в СВЧ трактах (например, от передатчика к антенне). Такой тракт обычно состоит из различных (по форме и размерам) радиволноводов, угловых изгибов и пр. Для сочленения радиоволноводов разных поперечных сечений применяются плавные волноводные переходы с переменным сечением (например, рупорный переход).

Стенки волноводов могут быть гибкими - изготовлены из резины или гофрированной поверхности. Внутренние стенки волноводов должны быть металлизированы. В космической технике внутренние стенки волноводов покрывают серебром.

???16) система уравнений электродинамики для гармонических процессов

???17) условия существования волн разных типов в круглых и прямоугольных волноводах

В прямоугольном волноводе могут существовать волны разного типа, наиболее часто используются волны типа H₁₀ (что означает один максимум на широкой стенке волновода и ни одной на узкой). Пусть a — ширина прямоугольного волновода. Минимальная частота волны типа H₁₀, способной распространяться в волноводе, равна: , где c_v — скорость света в волноводе.