Материал: Электромагнитные волны и колебания в устройствах СВЧ. Филатов И.А

линии в виде замкнутых петель сосредоточены в продольных плоскостях и расположены попарно симметрично относительно той же оси волновода. Следовательно, поле волны Н 01 имеет круговую симметрию. Указанные

особенности свойственны всем волнам вида Н 0n , из которых Н 01 будет низшей.

При анализе конфигурации поля, изображенного на рис. 23, нетрудно установить, что электрические силовые линии являются замкнутыми и нигде не соприкасаются со стенками волновода, в связи с чем токи смещения в его внутренней полости будут циркулировать по замкнутым окружностям и не могут служить продолжением токов проводимости. Поэтому при волне Н 01 (или Н 0n ) в круглом

волноводе возможны лишь поперечные кольцевые токи проводимости, создаваемые продольной составляющей магнитного поля.

С ростом частоты длина магнитных силовых линий в продольном направлении уменьшается, и поле волны Н 01 как бы все больше и больше отрывается от стенок волновода, что приводит к уменьшению Н ПРОД и iПОПЕР . Этим и объясняется непрерывное падение затухания сигнала с повышением частоты.

В силу своих преимуществ волна Н 01 в круглых

волноводах используется главным образом в линиях передач для дальней волноводной связи.

Наряду с достоинствами волне Н 01 свойственны и

некоторые недостатки, обусловленные отсутствием жесткой связи ее поля со стенками волновода, в результате чего она неустойчива и чувствительна ко всякого рода деформациям и неоднородностям и может перерождаться в другие типы волн вместе с чем пропадают положительные свойства этой волны.

Борьба с отмеченными недостатками ведется по трем направлениям.

78

Рис. 20

79

Рис. 23

81

Прежде всего стремятся в волноводном тракте свести к минимуму все неоднородности. В частности, нельзя допускать на стенках его каких-либо царапин или неровностей.

Далее, применяют волноводы с периодической структурой, обладающие избирательными свойствами, то есть они пропускают волну Н 01 и задерживают другие волны. К

ним относятся кольцевые волноводы, состоящие из отдельных изолированных по постоянному току друг от друга металлических колец, и спиральные волноводы, изготовленные из провода, свернутого в спираль. Эти волноводы резко ослабляют волны с продольной составляющей тока.

И наконец, используют волноводы с поглощающей пленкой, для чего их внутреннюю поверхность покрывают материалом с большой диэлектрической проницаемостью. Для волны Н 01 затухание в этом покрытии невелико, так как

величина напряженности электрического поля у стенок волновода мала. Другие же волны, имеющие перпендикулярную к стенке составляющую электрического поля, испытывают большое поглощение.

Таким образом, учитывая естественные условия прокладки магистральных волноводов и условия их эксплуатации, наиболее приемлемой системой канализации для волны Н 01 следует считать гибкие волноводы с

периодической структурой, что к тому же не исключает и применения диэлектрических покрытий.

Волны Н 0n высших порядков ( n 2,3,4,... ) отличаются от волны Н 01 только количеством ячеек поля. Для примера на рис. 24 дана картина поля волны Н 02 .

82