Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Глава 2. СЛАБОНЕРЕГУЛЯРНЫЕ МНОГОВОЛНОВЫЕ ВОЛНОВОДЫ5. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ5.1. Реальные волноводные трубыРеальный волновод никогда не бывает регулярным, поскольку создать цилиндрическую трубу, свойства которой совершенно не зависят от продольной координаты, не удается. Поэтому на практике используются почти регулярные, или слабонерегулярные волноводные трубы. Будем рассматривать линейныеволноводы, т. е. волноводные линии, в которые не включены нерегулярности типа аттенюаторов, преобразователей или мостов. Будем считать, что на входе линии сформирована рабочая волна единичной амплитуды, а все остальные волны отсутствуют. Необходимо передать эту волну с наименьшими амплитудными и фазовыми искажениями, в частности возникающими за счет преобразования в волны других индексов. При отсутствии нерегулярностей, т. е. в идеально круглом волноводе, поверхность которого в цилиндрической системе координат описывается как
любая волна, в том числе Прежде всего заметим, что реальный волновод состоит из отдельных отрезков, секций. Длина которых собирается в дальнейшем волноводная линия, обрабатываются по одной и той же технологии, можно говорить об ансамбле, т. е. совокупности труб с одними и теми же статическими средними характеристиками. Подробно статистические характеристики волноводных линий будут рассмотрены в гл. 3. Здесь проанализируем конкретную линию из ансамбля или, как говорят, отдельную реализацию волноводной линии.
Рис. 2.1. Форма поперечного сечения слабонерегулярного круглого волновода. С помощью внешнего осмотра трудно обнаружить отличие формы волноводных секций от идеальных цилиндров. Только очень точные механические или электрические измерения позволяют выявить существующие отличия. Например, форма поперечного сечения круглой волноводной трубы напоминает очень слабо выраженный эллипс или овал (рис. 2.1) и с достаточной степенью точности описывается формулой
где
Через а в (5.2) обозначен радиус, средний для данного ансамбля труб, иногда называемый номинальным. Величина
где Волновод может быть и шире и уже номинального, поэтому величина Величина
т. е. с точностью до коэффициента Удобно ввести величину
В случае слабоэллиптичного волновода
Следует отметить, что величины
Ориентация эллипса также изменяется. Положение наибольшего диаметра, т. е. большой оси эллипса, определяется углом В разложении (5.2) отсутствуют члены, пропорциональные в хороших волноводных трубах деформации стенок, характеризуемые подобными членами, настолько малы, и вследствие этого влияние этих деформаций на распространение волн настолько незначительно, что без большой ошибки ими можно пренебречь. Практика работы со стальными омедненными трубами показывает, что можно ограничиться нулевым и вторым членами этого разложения. Член, пропорциональный Таким образом, внутренняя поверхность слабонерегулярного волновода характеризуется радиусом а и пятью величинами:
В слабонерегулярном волноводе изменение диаметра и разность диаметров не только малы, но и очень медленно изменяются вдоль длины волноводной секции, т. е.
поэтому диаметр волновода в продольном сечении Угол скрутки меняется мало на участке порядка Длины волны, т. е.
Волноводные секции стремятся делать прямалинейными, а линии укладывать, следуя равнинному рельефу местности. В результате радиус кривизны оси оказывается большим по сравнению с поперечными размерами волновода:
причем медленно изменяется и угол, задающий направление на центр кривизны. Все эти нерегулярности, малые и медленно меняющиеся, называются распределенными нерегулярностями волноводной линии. Другой характер носят сосредоточенные нерегулярности, возникающие в местах стыков, где соединяются волноводные секции. В окрестности стыка, малой по сравнению с длиной волны, средний диаметр и эллиптичность меняются скачком на конечную величину:
где Одновременно, если не принимаются специальные меры для одинаковой ориентации эллипсов в торцах стыкуемых труб, большая ось эллипса занимает новое положение. Оси секций не точно совпадают друг с другом, в стыке происходит сдвиг оси на величину
и изменение направления на центр кривизны, т. е. излом оси на малый угол
|
1 |
Оглавление
|