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

Следует отметить, что Ex , Ey , Ez , H x , H y , H z не являются

полностью независимыми друг от друга величинами, в связи с чем не представляется возможным использовать (1.57)- (1.59)

каждое из трех уравнений (1.57)- (1.59) является следствием

следующим образом. Поскольку все три вектора взаимно перпендикулярны, то скалярные произведения векторов попарно будут равны нулю, т.е.

43

Для определения E y следует использовать (1.57), (1.59) и (1.63). Решение этой системы уравнений дает

44

45

другие соотношения, но выражения для составляющих будут более сложными, хотя и правомерными.

Так, например, при определении ЕZ путем решения системы уравнений из (1.58), (1.59) и (1.63) будем иметь

Однако нетрудно показать, что соотношение (1.74) можно преобразовать в (1.69). Аналогичные утверждения справедливы и для других составляющих электрического и магнитного полей.

46

2.ТИПЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН И УСЛОВИЯ ИХ СУЩЕСТВОВАНИЯ

2.1.Свободные и направляемые электромагнитные волны

Электромагнитные волны делятся на свободные и направляемые.

К свободным относятся волны, распространение которых происходит в пространстве и не связано с какимилибо телами: металлическими, диэлектрическими и т.п. В качестве примера свободных волн можно назвать волны, создаваемые в свободном пространстве передающими антенными устройствами.

Электромагнитные волны называются направляемыми, если их движение происходит вдоль каких-либо поверхностей, однопроводных и многопроводных линий, диэлектрических стержней и т.д. В частности, к направляемым относятся волны, распространяющиеся внутри волноводов.

Электромагнитные волны характеризуются часто такими понятиями, как луч, фронт волны и плоскость поляризации. Луч представляет собой линию, вдоль которой распространяется волна. Фронт есть геометрическое место точек с одинаковой фазой волны. Плоскостью поляризации называется плоскость, в которой расположены вектор напряженности электрического поля и луч электромагнитной волны.

По форме поверхности равных фаз свободные волны делятся на сферические, плоские и цилиндрические.

Сферические волны могут быть созданы в однородной среде точечным излучателем, который излучает радиоволны с одинаковой интенсивностью по всем направлениям. Фронт таких волн имеет форму сферы, в центре которой расположен излучатель точечного типа (рис. 8а).

Плоских волн в природе в чистом виде нет, но на значительном расстоянии от излучателя сферическую волну можно считать плоской (рис. 8б).

47