7.2. Излом и сдвиг осей в стыках
Приведем общую запись коэффициентов связи в волноводе, учитывающую не только плавные изгибы оси, но и сдвиг осей в стыках (5.106) и излом на малый угол. По аналогии с формулой (6.10) получаем
Сдвиг осей представляет собой своеобразную деформацию стенок, при которой форма поперечного сечения не меняется, а сечение смещается параллельно себе на величину Коэффициенты связи на таких деформациях определяются формулой (6.1), в которой записывается как
При этом в простейшем случае, когда на стык падает симметричная магнитная волна, определяется формулой
а коэффициент связи, как обычно, пропорционален производной от т. е. имеет вид дельта-функции (7.14).
Следует отметить, что введение понятия «сдвиг оси» в волноводах, изогнутых на малые углы, величиной (расстояние от прямой линии сравнения) позволяет характеризовать и непрерывную часть изогнутого тракта. В этом случае (7.14) преобразуется к следующему виду:
Однако представление коэффициента связи в виде (7.17) допустимо только при условии, что
Поясним сказанное. Если ось волновода очень незначительно отличается от прямой линии, то безразлично, как определять коэффициенты связи: пропорционально производной от смещения оси (7.17) или пропорционально кривизне (7.14). Отличие подходов заключается в следующем. В первом случае получаются амплитуды волн, распространяющихся (начиная с данного поперечного сечения) в регулярном волноводе, ось которого совпадает с прямой линией сравнения. Иными словами, если бы
были определены амплитуды волн в сечении нерегулярного волновода, то при переходе к регулярному волноводу (начиная с этого сечения) в нем распространялись бы в прямом направлении волны, амплитуды которых были найдены. Во втором случае получаются амплитуды волн, распространяющихся (начиная с данного поперечного сечения) в регулярном волноводе, ось которого совпадает с касательной к оси реального волновода. Если справедливо неравенство (7.18), то отличие первого и второго волноводов сравнения и волн в них невелико, и результаты практически совпадают. Если же нерегулярный волновод составляет с прямой конечный угол, то эти волноводы и волны в них существенно отличаются друг от друга. В этом случае справедливой оказывается формула (7.14).