
2. Направляющие системы и направляемые волны.
Существуют волны, распространение которых возможно только при наличии каких-либо направляющих элементов (границы раздела сред, металлических, диэлектрических или полупроводящих трубок, стержней и др.). Такие волны называют направляемыми. Совокупность направляемых элементов образует направляющую систему. Направляющие системы служат для передачи энергии электромагнитной волны от источника (генератора) к потребителю например от передатчика к антенне, от приемной антенны ко входу приемника и т.д. В связи с этим направляющие системы называют также линиями передачи энергии или, более коротко, линиями передачи. Направляющую систему, у которой поперечное сечение и другие параметры не меняются в продольном направлении, называют однородной. На рис.1 изображены поперечные сечения некоторых используемых на практике однородных направляющих систем: двухпроводной (а), коаксиальной (б), экранированной двухпроводной (в), симметричной (г) и несимметричной (д) полосковых линий, диэлектрического волновода (е), световода (ж) и полых металлических волноводов: прямоугольного (з), круглого (и) и эллиптического (к).
Рис.1
Все линии передачи можно разделить на два класса: линии открытого типа (см., например, рис.1, а, г, д, е, ж) и линии закрытого типа (см., например, рис. 9.1, б, в, з, и, к). В линиях передачи закрытого типа вся передаваемая энергия сосредоточена в области, экранированной от внешней среды металлической оболочкой Той или иной формы. В линиях открытого типа электромагнитное поле, строго говоря, распределено во всем пространстве, окружающем линию. Линии открытого типа обычно выполняют таким образом, чтобы подавляющая часть передаваемой энергии была сосредоточена в непосредственной близости к линии. Тем не менее, линии открытого типа подвержены влиянию внешних воздействий. На волны в таких линиях влияют электромагнитные поля, созданные другими источниками, и внешние условия (например, метеорологические: дождь, снег, обледенение).
По структуре поля направляемые волны делятся на поперечные, электрические, магнитные и гибридные.
Поперечными
волнами, или -волнами
(
- первая буква английского слова
transvers,
что
означает поперечный), называют волны,
у которых векторы
и
перпендикулярны направлению распространения
волны, т.е. не имеют продольных составляющих.
Отметим, что в соответствии с ГОСТ
18238-72 (Линии передачи сверхвысоких
частот. Термины и определения) эти волны
полагается называть Т-волнами.
Электрическими
волнами, или -волнами,
называют волны, у которых вектор
имеет
как поперечные, так и продольную
составляющие, а продольная составляющая
вектора
равна нулю.
-
волны иногда называют поперечными
магнитными волнами или
-волнами.
Магнитными
волнами, или -волнами,
называют волны, у которых вектор
имеет как поперечные, так и продольную
составляющую, а продольная составляющая
вектора
равна нулю.
-
волны иногда называют поперечными
электрическими волнами или
-волнами.
Гибридными,
или смешанными
волнами называют волны, у которых и
вектор ,
и вектор
наряду с поперечными составляющими
имеют и продольные составляющие.