6 Вопрос.

1)Длинная линия — модель линии передачи, продольный размер (длина) которой превышает длину волны, распространяющейся в ней (либо сравнима с длиной волны), а поперечные размеры (например, расстояние между проводниками, образующими линию) значительно меньше длины волны. Проводящая плоскость является экваториальной плоскостью диполя.

Проводящие плоскости ( на рисунке заштрихованы) разделены изолирующим горизонтальным диском и соединены по краям. 

2) Поперечная волна — волна, распространяющаяся в направлении, перпендикулярном к плоскости, в которой происходят колебания частиц среды (в случае упругой волны) или в которой лежат векторы электрического и магнитного поля (для электромагнитной волны).

К поперечным волнам относят, например, волны в струнах или упругих мембранах, когда смещения частиц в них происходят строго перпендикулярно направлению распространения волн, а также однородные плоские электромагнитные волны в изотропном диэлектрике или магнетике; в этом случае поперечные колебания совершают векторы электрического и магнитного полей.

Поперечная волна обладает поляризацией, то есть вектор её амплитуды определённым образом ориентирован в поперечной плоскости. В частности, различают линейную, круговую и эллиптическую поляризации в зависимости от формы кривой, которую описывает конец вектора амплитуды. Понятие поперечной волны так же, как и продольной волны, до некоторой степени условно и связано со способом её описания. «Поперечность» и «продольность» волны определяются тем, какие величины реально наблюдаются. Так, плоская электромагнитная волна может описываться продольным вектором Герца. В ряде случаев разделение волн на продольные и поперечные вообще теряет смысл. Так, в гармонической волне на поверхности глубокой воды частицы среды совершают круговые движения в вертикальной плоскости, проходящей через волновой вектор , то есть колебания частиц имеют как продольную, так и поперечную составляющие.

Определение критической частоты означает определение частоты, при которой начинается отрыв кинематической пары измерительной цепи при определенной амплитуде. В данном случае отрыв возможен только в месте соприкосновения измерительного наконечника с измеряемой поверхностью. Очевидно, что пока реакция f ( t) присутствует, шток не оторвется от детали. [1]

3) Прямоуго́льный волново́д — металлический волновод прямоугольной формы, способный поддерживать распространяющиеся вдоль него волны. Особенность волновода в том, что в нем существует нижний предел пропускаемых частот, то есть волны ниже определенной частоты затухают и не могут в нем распространяться.

Основные преимущества прямоугольного волновода являются:

• достаточно большая мощность передаваемого сигнала;

• почти полное отсутствие потерь на излучение энергии в окружающую среду.

Возбуждением волновода называется создание в нем высокочастотного электромагнитного поля. Рассмотренные ранее свободные волны волновода (E-, H- ,T-волны) - это возможные поля при отсутствии внешних энергетических связей. Созданные электромагнитные поля представляют собой следствие действия источников. При определенных условиях вынужденное поле в волноводе может быть очень близким по строению к свободному полю того или иного типа. Возбуждение волны заданного типа может быть осуществлено следующими способами: применением возбуждающего устройства, которое создает в некотором сечении волновода электрическое поле, совпадающее по направлению электрических силовых линий с полем волны желаемого типа; использованием возбуждающего устройства, которое создает магнитное поле, совпадающее по направлению силовых линий с магнитным полем волны желаемого типа; применением возбуждающего устройства, создающего в стенках волновода высокочастотные токи, направление и распределение которых на некотором участке волновода совпадают с токами волны желаемого типа. Соответственно возбуждающие устройства могут быть следующих типов: штыревые, рамочные (петлевые), щелевые. Для наиболее эффективного возбуждения полей штырь нужно располагать в месте, где напряженность электрического поля максимальна. Ось штыря должна совпадать с направлением вектора E. Устройства в виде рамки располагают в месте, где напряженность магнитного поля в волноводе максимальна, причем плоскость рамки перпендикулярна H. Для возбуждения в волноводе поля требуемого типа с помощью щелевого устройства щели в волноводе необходимо прорезать перпендикулярно силовым линиям тока. Внешним источником на щели создается электрическое поле с силовыми линиями, продолжающими силовые линии тока. Условия и способы возбуждения легко объяснить на основании принципа взаимности, согласно которому конструкции для возбуждения и извлечения энергии должны быть одинаковы.

Предположим, что в узкой стенке волновода прорезаны две щели, одна из которых ориентирована в осевом направлении, а вторая − в поперечном (рисунок 25). Первая из них характерна тем, что она перерезает линии поверхностного тока под углом . Ток, подтекающий к верхней кромке разреза, вызовет здесь избыток положительных зарядов (рассматривается электротехническое направление тока). Очевидно, что на нижней кромке будет наведен равный по величине отрицательный заряд. Во времени эти заряды будут изменяться в такт с колебаниями генератора. Подобные щели ведут себя как излучатель электромагнитных волн.

Совсем по другому ведет себя щель, прорезанная параллельно линиям тока. Из-за узости такой щели колчество наведенных зарядов будет весьма невелико, так что излучение из щели будет незначительным.

Итак, может быть сформулирован общий принцип: щель в стенке волновода излучает в том случае, если она перерезает линии тока.

Излучающие щели находят широкое применение при создании так называемых щелевых волноводных антенн в диапазоне сантиметровых волн. В ряде случаев возникает потребность в неизлучающих щелях, позволяющих вводить внутрь волновода различные измерительные устройства без нарушения структуры поля. В качестве примера на рисунке показан схема волноводной щелевой измерительной линии − одного из важных измерительных приборов СВЧ. Здесь подвижный зонд, т.е. миниатюрная антенна, соединенная с детектором, перемещается вдоль узкой щели, прорезанной в осевом направлении точно посередине широкой стенки волновода. Выбор такого расположения щели обеспечивает отсутствие излучения из волновода. Измеряя ток детектора в различных точках по оси волновода, можно изучать картину распределения стоячей волны и находить параметры нагрузок, подключаемых к волноводу.