Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Хвилі типу Е в прямокутному хвилеводі




Розв'язок хвильового рівняння для складової

Запишемо рівняння (13) в декартовій системі координат

(42)

Будемо розв'язувати це диференціальне рівняння другого порядку в частинних похідних методом розділення змінних, тобто представимо вирішення у вигляді:

(43)

В (34) X залежить від змінної х, a Y - від у. Підставимо (43) в (42) і отримаємо

Розділимо ліву та праву частини на

(44)

В рівнянні (44) ліва частина уявляє собою суму двох незалежних по координатам х та у частин, тому можливо і праву частину представити у вигляді суми двох незалежних частин

(45)

тоді рівняння (45) розпадеться на два незалежних рівняння

; . (46)

Представимо (46) в іншому вигляді

; . (47)

Рівняння типу (36') добре вивчені. їх вирішення - це суперпозиція

гармонійних функцій

(48)

Підставимо (48) в (43) і отримаємо вирішення рівняння (42)

(49)


Знаходження невідомих Кх, Ку та K

В виразі (49) є шість невідомих: А, В, С, D, Кх, Ку. Для їх визначення

треба скористатися граничними умовами:

при х=0, х=а а)

(50)

при y=0, y=в б).

Підставимо (50а) в (49) і отримаємо два рівняння

а)

(51)

б).

 

Рівняння (51а) буде задовільнене при будь-яких значеннях змінної у тільки тоді, коли А=0. Підставимо А=0 в (51б) і отримаємо

Це рівняння буде при тій же умові (тобто для будь-яких у) задовільнене лише тоді, коли

BsinKxa = 0. (52)

Підставляючи (50б) в (49) аналогічно отримаємо
а)

 

б). (53)

Розглянемо сукупність рівнянь (52) та (53б). Вони при А=0 та С=0 можуть бути задовільнені лише тоді, коли

а)

(54)

б).

Якщо ж припустити, що для задовільнення (52) та (53а) величини B=D=0, то при А=С=0 отримаємо з співвідношення (49), що і Ez=0, а це не задовольняє головній умові існування хвилі типу .

Із (54) витікає, що

 

а)

(55)

б).

 

В (55) m та п - це натуральний ряд чисел, починаючи з 1, бо при А=С=0, значення m=0, або n=0 знову приводять до Ez = 0, тобто зникає хвиля типу Е. Підставимо А=0, С=0 та (55) в (49) і позначимо добуток BD = E0z.

. (56)

Таким чином, отримали вирішення хвильового рівняння (43) у вигляді

(56). Для знаходження поперечної сталої поширення підставимо (55)в (45) і отримаємо

(57)

 

Знаходження поперечних складових та

Для знаходження структури поперечних складових електричного поля та використаємо (11) та (12) при Hz = 0.

(58)

(59)

Відмітимо, що (8') можливо і не користуватися, бо вже маємо співвідношення (32) для хвиль типу Е

Підставимо у вигляді (56) в (58)

 

З урахуванням , розпишемо останній вираз покоординатно

 

(60)

 

Використавши (32), із (60а), (60б) зразу ж отримаємо (урахувавши, що

 

(61)

Висновки по (56) та (60): 1. Структура , , , , в площині поперечнього перерізу відповідає структурі стоячих хвиль. При цьому m - число півхвиль, які вкладаються по широкій стінці, п - число стоячих півхвиль, які вкладаються по вузькій стінці. В відповідності до такої трактовки хвилі типу Е позначаються (або , або ), де кожній парі індексів m та n відповідає своя структура е.м.х. в хвилеводі.

2. В напрямі вісі z всі складові для хвилі типу Е мають характер рухомої хвилі - залежність .

3. Залежність від часу -

4. та зсунуті по фазі відносно на , що в одиницях довжини відповідає , де - довжина хвилі в хвилеводі, яка визначається по (19).

5. Індекс , бо інакше Еz = 0 і зникає хвиля типу Е.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-07; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 640 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лучшая месть – огромный успех. © Фрэнк Синатра
==> читать все изречения...

2219 - | 2108 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.