Спиральный волновод

Замедляющая структура в виде спирального волновода является более широкополосной структурой, чем гофра. Фазовая скорость волны бегущей вдоль спирали определяется простейшим выражением:

Спиральный волновод представляет собой анизотропный цилиндр, потому что проводимость вдоль спирали и перпендикулярно спирали меняется от до .

Если решать задачу качественно, то формулу для фазовой скорости легко записать в явном виде. Действительно электромагнитная поверхностная волна распространяется по виткам спирали со скоростью , а проекция ее на ось даст формулу . В строгой постановки электродинамическую задачу расчета фазовой скорости необходимо решать тем же путем что и в случае гофры, а именно рассматриваем поле внутри спирали и поле вне спирали. А затем сшиваем поля на границе. Учитывая цилиндрическую симметрию задачи, решение строится на основе использования цилиндрической системы координат и соответствия волнового уравнения записанного в цилиндрической системе координат.

Решением такого уравнения является цилиндрические функции (Бесселя), поэтому решения будут получены решения через цилиндрические функции Бесселя. Выбор функции Бесселя определяется путем анализа поля внутри спирального волновода, а именно на оси поле не должно обращаться в и поле вне волновода должно быть затухающим. Заметим что формула для фазовой скорости справедлива при следующих условиях: 1)намотка спирали частая т.е. мал 2) радиус спирали , . Спиральный волновод как широкополосная замедляющая система работоспособна в области значений

Спиральный волновод используется главным образом в электронных приборах СВЧ, там, где используется электронный пучок для трансформации его в энергию электромагнитной волны, для того чтобы обеспечить фазовую синхронизацию.