9.1. Объясните условия распространения волны по волноводной

9.1. Объясните условия распространения волны по волноводной линии
передачи.
Распространение волны происходит только при λ < λкр
(предполагается, чтo в волноводе отсутствуют потери энергии).
и
f>fкр
9.2. Какие типы волн могут распространяться по прямоугольному
волноводу?
9.3. Объясните физический смысл индексов m и n в обозначении типа
волны в волноводе.
Индекс m (n) определяет число стоячих полуволн, укладывающихся
вдоль широкой (узкой) стенки волновода.
9.4. Почему волна типа Т не может распространяться по
прямоугольному волноводу?
Волна типа Т не может распространяться по прямоугольному волноводу
из-за
отсутствия
продольных
составляющих
( Ez  0, H z  0 ).
Составляющие поля находятся только в плоскости поперечного сечения.
9.5. Что такое критическая частота (fкр) и критическая длина
волны(кр)? Выведите соотношение для вычисления кр в прямоугольном
волноводе.
Критическая частота — наименьшая частота, при которой возможно
распространение данного типа волны в линии передачи (волноводе).
Критическая длина волны — наибольшая длина волны в свободном
пространстве, выше которой распространение данного типа волн в волноводе
невозможно.
кр в прямоугольном волноводе:
кр 
2
2
m n
   
 a  b
2
9.6. Какими свойствами обладает волна Н10? Почему ее называют
низшим типом волн в прямоугольном волноводе?
9.7. Какими свойствами обладает поле в волноводе при >кр?
9.8. Почему в прямоугольном волноводе не могут распространяться волны
E00, H00, E01, E10?
При m=n=0 (E00, H00) поля в волноводе не существует. При m=0 или n=0
в случае с E (Е01, Е10) все составляющие поля обращаются в нуль.
9.9. Какие волны называют вырожденными? Приведите пример таких волн.
Волны, имеющие одинаковые индексы m и n, называют вырожденными.
Например, E11 и Н11, Е21 и Н21.
9.10. Как выбрать поперечные размеры прямоугольного волновода, чтобы по
нему распространялась только волна типа Н10?
Передачу энергии одним типом волны наиболее просто обеспечить, если
в качестве этого типа использовать основную волну, имеющую наибольшую
λкр. Для этого достаточно так выбрать поперечные размеры линии, чтобы на
любой частоте рабочего диапазона длина волны электромагнитных
колебаний не превышала критической длины основной волны (λкр (1)), но
была больше критической длины волны первого высшего типа (λкр(2) ).Такой
режим называют одноволновым. Полосу частот, в пределах которой
сохраняется одноволновый режим, обычно характеризуют коэффициентом
широкополосности.
9.11. Изложите методику измерения фазовой скорости волны
используемую в данной работе.
8-12 страницы методички.
vф,
9.12. Объясните основные способы возбуждения волны H10 в прямоугольном
волноводе.
С физической точки зрения для возбуждения волны заданного типа могут
быть использованы следующие способы.
1. Применение возбуждающего устройства, которое создает в некотором
сечении волновода электрическое поле, совпадающее по направлению
электрических силовых линий с полем волны желаемого типа.
2. Применение возбуждающего устройства, которое создает магнитное поле,
совпадающее по направлению силовых линий с магнитным полем волны
желаемого типа.
3. Использование возбуждающего устройства, создающего в стенках
волновода высокочастотные токи, направление которых и распределение
которых на некотором участке волновода совпадает с точками волны
желаемого типа.
9.13. Объясните частотную зависимость коэффициента ослабления (f) для
волны Н10 в прямоугольном волноводе.
9.14. Что определяет дисперсия волны в волноводе?
Дисперсия волн - зависимость фазовой скорости волны от частоты и, как
следствие, определяет изменение формы произвольных возмущений.
9.15. Что обуславливает искажение высокочастотного импульсного
сигнала, распространяющегося в волноводе?
9.16. Нарисуйте и объясните картину токов проводимости на стенках
волновода при распространении в нем волны Н10.
9.18. Выведите соотношение для расчёта средней мощности Рср,
переносимой волной Н10 по прямоугольному волноводу.