19)Согласование на выбранной частоте.

Согласовать два волновода – значит создать такие условия, при которых электромагнитная волна, распространяясь из одного волновода в другой, не имеет отражения.

Согласование на выбранной частоте. Определим характеристическое сопротивление в произвольном сечении волновода Z(z), если известно его частное значение в каком-либо одном сечении .

Г(z)= exp(2ih( -z)).

Z(z)= (*);

Теперь рассмотрим два волновода с характеристическими сопротивлениями и . Для их согласования на выбранной частоте применяют два способа:

а) четвертьволновой трансформатор, представляющий собой отрезок регулярного волновода длинной с сопротивлением .

Из (*) следует, что при , tg Z( )= );

Коэфф-т отражения равен 0.

б) шлейфовый трансформатор, представляющий собой регулируемый реактивный элемент, помещённый на таком расстоянии L от стыка волноводов, где Re = . Если подобрать сопротивление элемента ( ) так, чтобы =-Im , то волновод будет снова согласован.

21)Диэлектрические замедляющие системы

Замедляющие системы- уст-ва СВЧ, обладающие тем св-вом, что распространяющиеся по их поверхности эл.маг волны имеют фазовую скорость меньше скорости света. В качестве замедляющих систем систем обычно применяют диэлектрические пластины и стержни. В такой системе возникает не только обычные волны в диэлектрике, но и поверхностные волны над диэлектриком. Поверхностной волной наз. эл.маг колебание, амплитуда которого экспоненциально быстро убывает по мере удаления от поверхности. Поскольку оба типа волн связаны между собой непрерывностью тангенциальных составляющих поля на границе раздела, скорость их распространения ограничивается самой медленной составляющей, т.е. волной в диэлектрике. Её скорость меньше скорости света в среде над диэлектриком, что и определяет эффект замедления.

В качестве примера рассмотрим плоский диэлектрический слой.

Пусть возбуждаемое поле не зависит от y. Тогда внутри слоя поле является решением уравнения d²П/dx²+æ²П=0, где æ²=k² - h² = k₀² - h², k₀² = ²₀₀

Рассмотрим ТМ- поле. Частные решения П_е = Аsinæx и П_е = Вcosæx позволяют найти компоненты этого поля. Так, для Аsinæx получаем: E_ex = ih(П_е/x)e^ihz = ihæAcosæx e^ihz

E_ez = æ²П_е е^ihz = æ²Asinæx e^ihz , H_ey = i(dП/dx)e^ihz = iAcosæx e^ihz , E_ey = H_ex = H_ez = 0 .Вне пластины поле выражается поверхностными волнами: П_еz=Ce^-pxe^ihz , т.е. для его компонент имеем :

Е_х = -ihpCe^-px+ihz , E_z = -p²Ce^-px+ihz ,

H_y = -i₀Cpe^-px+ihz

На границе раздела тангенциальные составляющие должны быть непрерывны, следовательно: -p²Ce^-pL = æ²AsinæL ,

-pCe^-pL = æAcosæL

Отсюда следует

p = (æ/)tgæL или (pL) = ^-1(æL)tg(æL)

Из второго частного решения получим:

(pL) = -^-1(æL)сtg(æL). Два последних уравнения дают чётную и нечётную волну соответственно. В качестве примера возьмём решение для чётных волн. Поскольку р  0, то при ^-1(æL)tg(æL)  0 решение отсутствует. Так как р² = h² - k₀² , a æ² = k² - h² , то æ² + р² = k² - k₀² = k₀²( - 1) , или иначе: (pL)² + (æL)² = (k₀L)²( - 1).

Это уравнение окружности с радиусом R= k₀L( -1)^1/2 и центром в начале координат (æL) , (pL) . Следовательно искомые решения есть пересечения окружности и тангенсоиды .

Из графиков видно, что чем больше R , тем большее число медленных волн возможно в системе. Волновые числа находятся из соотношения h²=k²+p², откуда фазовая скорость волны _ф = /h = /(k² + p²)^1/2C