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
3.3. Примеры устройств с полным переходом мощности от одной волны к другойДля иллюстрации сказанного рассмотрим пример дифракционного преобразователя с полной передачей энергии. Он представляет собой фильтр, отводящий из прямоугольного многоволнового волновода волну обеспечивается за счет просачивания электромагнитного поля сквозь диэлектрическую стенку. Энергия переходит из среднего волновода в боковые до тех пор, пока энергия волны
Рис. 1.9. Фильтр-ответвитель волны Последнее обеспечивается за счет слабой связи волны Приведем другое описание того же процесса. В начале участка связи возбуждаются две нормальные волны системы из трех волноводов. Сумма полей этих волн дает поле волны оказывается сосредоточенной в дополнительных волноводах, где поля нормальных волн складываются. Нетрудно видеть, что оба способа рассмотрения, использующие как связанные волны, так и пространственные биения нормальных волн, одинаково хорошо описывают данный процесс. Заметим, что хотя в фильтре
Рис. 1.10. Перестраиваемый ответвитель Еще раз подчеркнем, что Один из связанных трактов удобно сделать одноволновым и изменять его размеры, чтобы поочередно приравнивать фазовую скорость к фазовым скоростям разных волн многоволнового волновода. На рис. 1.10 изображен один из возможных вариантов такого ответвителя [1.10] Круглый волновод связан системой отверстий с В рамках теории колебаний, описывающей волновые и колебательные процессы с единой точки зрения, уравнения связанных волн исследуются, например, в задаче о связанных маятниках [1.11]. Отличие состоит лишь в том, что обмен энергией между маятниками происходит во времени (временные биения нормальных колебаний), тогда как в волноводах биения являются пространственными. Таким образом, частота колебаний маятника аналогична фазовой постоянной волны, время — продольной координате. Следует отметить, что уравнения связанных волн (связанных «линий») используются для описания явлений различной физической природы. Подробное исследование системы (3.5) при условии, что связь не зависит от Волны многоволнового волновода можно рассматривать как линии передачи, но только совмещенные в одном пространстве. Связь между ними может осуществляться, например, за счет регулярной деформации стенок. Так, для передачи волны Поскольку в волноводе распространяются всего две нормальные волны с разными фазовыми скоростями, он аналогичен оптической среде с двойным лучепреломлением. Представим себе длинную диэлектрическую ленту, повернутую под углом (рис. 1.11). Если возбудить в таком диэлектрическом волноводе линейно поляризованные волны с электрическим вектором, направленным параллельно или перпендикулярно пластине, то такие волны будут распространяться без искажения с фазовой скоростью
Рис. 1.11. Диэлектрическая лента — модель среды с двойным лучепреломлением. Вертикально поляризованная волна может быть представлена в виде двух нормальных волн с амплитудами
Уравнения (3.25) получены без использования системы уравнений связанных волн. Сравнение (3.25) и (3.11) дает все необходимые параметры связанных волн, в том числе и коэффициенты связи между ними
Таким образом, процессы преобразования волн, происходящие в среде с двойным лучепреломлением, могут быть описаны в терминах связанных волн, и, наоборот, связь между волнами очень наглядно моделируется средой с двойным лучепреломлением. Заметим, что в обоих случаях коэффициенты связи в системах без потерь являются мнимыми. Используемый здесь метод, в котором по решению определяются коэффициенты связи, широко применяется в теории связанных волн. При рассмотрении волны
и является наибольшей:
когда разность набега фаз двух нормальных волн, равна Полный переход в волну скрещенной поляризации осуществляется при условии Другими словами, существует связь между волнами вертикальной и горизонтальной поляризации. Полный переход в волну окрещенной поляризации происходит только в том случае, если связанные волны вырождены, т. е. равенство следует и из Соотношений (3.26). Таким образом, энергию из волны одной поляризации можно передать в волну скрещенной поляризации. Если же эллиптичный участок ограничить длиной Любая другая ориентация волны Ни на входе эллиптичного волновода приводит лишь к частичному переходу ее энергии в энергию волны скрещенной поляризации. Наконец, если падающая волна совпадает по структуре поля с одной из нормальных волн, она не деформируется, т. е. не возникает скрещенной поляризации. Именно так можно полностью устранить взаимное влияние ортогональных волн
|
1 |
Оглавление
|