Классификация линий передач, классификация типов волн. (Волны типа «Т», «Е», «Н»)

Поперечные волны типа Т. Так как , то уравнения связи (52) дадут

;

Следовательно, для поперечных волн и соотношение (48) дает ; и , т.е. основные пара­метры поперечной волны в линии передачи без потерь совпадают с параметрами плоской поперечной волны и поэтому в линии мо­гут распространяться волны любой частоты.

Для поперечной волны волновое уравнение (47) вырождает­ся в уравнение Лапласа: . Это значит, что поле по­перечной волны в поперечном сечении линии потенциально и для него справедливо соотношение и

Потенциальность электромагнитного поля поперечной волны, как и потенциальность статического поля, означает, что оно может существовать только в многосвязанных системах, т.е. когда линия передачи состоит из нескольких изолированных друг относительно друга направляющих проводников (рис.4, а, б, в, г, д, е). Параметры волны Т не зависят от частоты, поэтому для попе­речных волн направляющие системы недисперсионные.

Электрические волны типа Е (или ТН ) Так как , и из уравнений (52) следует, что

,

где величина называется поперечным волновым сопротивлением линии для электрических волн:

(54)

Из выражения (54) следует, что с увеличением частоты из­меняется от до 0 (рис. 5, кривая а.). При - мнимая величина и между и появится фазовый сдвиг . Это значит, что при вектор будет мнимой величиной, и распространения волны в системе не будет.

Магнитные волны Н (или ТЕ).Так как имеем , из (52) имеем

Отсюда поперечное волновое сопротивление для магнитных волн

С изменением частоты от до волновое сопротивление изменяется от до (рис. 5, кривая б).

Рассмотренные выше свойства электромагнитных волн в на­правляющих системах показывают, что электрические и магнит­ные волны обладают ярко выраженной дисперсией. Поле волн Е и Н типов не потенциальное и поэтому может существовать в односвязанных и многосвязанных системах. Эти колебания мо­гут распространяться в линиях на частотах . На час­тотах эти волны затухают как и их поле ста­новится реактивным.

Простую физическую ин­терпретацию параметров рас­пространения электрических и магнитных волн дает кон­цепция парциальных волн. Со­гласно этой концепции рас­пространение электромагнит­ной энергии Е и Н волны в направляющей системе осуществляется путем многократного отражения плоской волны от на­правляющих стенок волновода. Отражение происходит по законам Снеллиуса. Из рис. 6, на котором изображена траектория луча плоской волны, следует, что

т.е. . Фазовая скорость - скорость движения фазового фронта волны вдоль волновода.

Ввиду того, что падающая и отраженная волны в попереч­ном сечении движутся в противоположные стороны, а вдоль сис­темы распространяются в одном направлении, то перенос энер­гии имеет место только вдоль волновода, а в поперечном сече­нии установится структура поля стоячей волны.

При и влиянии передачи устанавливается колебательный процесс, вызванный отражениями от боковых сте­нок, а перенос энергии будет отсутствовать.

Параметры распространения волн в линиях передачи, критическая частота, фазовая скорость, длина волны, условия распространения волны в линии передачи, постоянная распространения, понятие основного типа волны, условия существования одномодового режима работы линии передачи.