13)Способы возбуждения волноводов и резонаторов

Исходя из принципа взаимности, можно утверждать, что конструкции устройств, предназначенных для возбуждения волны определённого типа, должны быть подобны конструкциям устройств, предназначенных для извлечения энергии из волны того же типа. Способы извлечения максимальной мощности из волновод:

1. В волновод необходимо поместить провод в точках максимальной напряженности электрического поля, ориентировав их так, чтобы оси проводов совпадали с направлением поля. При такой ориентации проводов, индуцируемая в них э.д.с. будет максимальна.

2. В волновод необходимо поместить рамку с током, ориентировав их так, чтобы нормаль к плоскости рамок совпала с направлением напряженности магнитного поля. При этом рамка должна находиться в точках максимальной напряженности поля.

Исходя из вышеизложенного, на основании принципа взаимности, приходим к следующим правилам возбуждения волны заданного типа в волноводе при помощи антенн (штыря или петли) :

1. Необходимо установить структуру поля возбуждаемой волны.

2. Поместить в волновод проводник (или несколько проводников) с током, расположив их вдоль вектора напряженности электрического поля в тех точках, где это поле должно быть максимально.

3. Поместить в волновод рамку (или несколько рамок) с током в точки, где напряженность магнитного поля должна быть максимальна и ориентировать плоскости рамок нормально линиям магнитного поля.

Конструктивно это осуществляется при помощи коаксиального кабеля с выводом центральной жилы в виде штыря или петли.

Возбуждение волноводов, резонаторов и извлечения из них энергии осуществляется также при помощи отверстий в стенах, имеющих форму узких щелей. Слово узкий понимается в том смысле, что поперечные размеры щели намного меньше поперечных размеров волновода и длины рассматриваемой волны. Так же, как и при возбуждении волновода проводниками с током, щель должна быть определённым образом ориентирована относительно силовых линий поля. Здесь можно рассмотреть два случая :

1. Щель прорезана параллельно силовым линиям тока

2. Щель прорезана перпендикулярно силовым линиям тока

В первом случае щель практически не “прерывает” и, не искажает силовых линий тока. Поле в таком волноводе остается практически неизменным, как и в невозмущённом волноводе. Последнее означает, что излучения через такую щель практически не будет и, следовательно, по принципу взаимности, такая щель не может быть использована для возбуждения волновода. Во втором случае ситуация изменяется на обратную, на щели появляется интенсивное электрическое поле, продолжающее прерванные линии поверхностного тока, и щель становится излучающей. Таким образом, для того чтобы возбудить в волноводе волну заданного типа при помощи щели, её необходимо прорезать перпендикулярно силовым линиям поверхностного тока (а значит, вдоль линий магнитного поля) в точках максимальной напряженности магнитного поля и создать на щели электрическое поле, силовые линии которого продолжали бы линии поверхностного тока.