Бегущие волны в волноводе

Бегущие волны в волноводах. Мы сначала рассмотрим резонансные параметрические взаимодействия в волноводе прямоугольного сечения (ось X направлена вдоль оси волновода, у, г — в шюскости его поперечного сечения с размерами 1, г) - Будем искать решение в виде суммы взаимодействующих мод [c.156]

Подставляя (3.11) в уравнение (2.1) и поступая так же, как и для бегущих волн в волноводе, получим уравнения для комплексных амплитуд [c.159]

Двухзвенная узловая развязка схематически показана на рис. 14. Волновод 1 жестко связан с диском 2, находящимся в узловой плоскости волновода. Диск 2 представляет собой дно цилиндра 5, размеры которого выбираются так, чтобы на его длине I уложилась половина длины волны продольных колебаний в этом цилиндре, т. е. = Х./2. К узловой плоскости цилиндра 5 жестко прикреплено кольцо 4, присоединенное к опорным элементам 5. Так как другой конец цилиндра 3 не нагружен, то в узловой плоскости цилиндра 3 колебания практически равны нулю даже в том случае, если диск 2 колеблется под действием бегущей волны в волноводе . Следовательно, присоединение диска к опоре не приведет к рассеянию энергии через устройство крепления. [c.240]

Если Лн > м>о, то на входе нагрузки имеет место режим колебательного давления , а в случае i h <С — режим колебательной скорости [11]. Эти режимы соответственно характеризуются тем, что в нервом из них амплитуда колебательного давления больше, чем в режиме бегущей волны, а во втором — амплитуда колебательной скорости больше, чем в режиме бегущей волны. При этом предполагается, что передаваемая по волноводу колебательная мощность во всех указанных случаях будет одинаковая. Выбор того или другого режима определяется требованиями ультразвуковой технологии, с учетом к.п.д. волновода. При заданной величине затухания материала волновода потери в нем будут тем меньше, чем больше режим его работы приближается к режиму бегущей волны, поэтому режим стоячей волны можно применять при волноводах с малыми потерями. Переход к режиму бегущей волны в случае =f= можно осуществить при помощи согласующих устройств, рассматриваемых нами далее. [c.214]

Докажите равенство (34) из п. 7.2. Оно служит основой представления волн в волноводе как суперпозиции наклонных бегущих волн . Равенство показывает также, что трехмерные бегущие гармонические волны образуют полный набор функций для описания трехмерных волн. Конечно, трехмерные стоячие волны также образуют полный набор . [c.342]

Решение (1.36) определяет волну, переносящую энергию либо вправо, либо влево, а неопределенность находится в противоречии с требованиями условий на бесконечности и очевидной симметрии задачи. Поэтому решения вида (1.36) должны быть из общего представления поля исключены. Однако из двух бегущих волн типа (1.36) можно образовать стоячую волну в волноводе с потенциалом [c.22]

Как и в волноводах с идеальными стенками, нормальные волны в волноводах с импедансными стенками можно также представлять в виде суперпозиции двух плоских волн, бегущих под углами скольжения 0 к оси волновода, причем угол 0 по-прежнему [c.249]

Откажемся от условия двухмерности движения и рассмотрим все трехмерные нормальные волны в волноводе. Начнем с волновода в виде трубы с прямоугольным сечением и абсолютно жесткими стенками. Выберем систему координат так, чтобы две стенки волновода совпадали с координатными плоскостями у = О и 2 = 0. Нормальные волны в таком волноводе можно записать в виде (волна, бегущая вправо) [c.258]

Во всех упомянутых случаях для определения параметров диэлектрика используется отраженная волна. Методически и технически оказывается более удобным не измерять характеристик отраженной волны, а следить за стоячими волнами в волноводе перед образцом, которые образуются в результате интерференции суммарной отраженной Е и падающей бегущей Е волны. Сравнение картины стоячих волн в волноводе без образца и после его внесения в волновод дает, как правило, достаточно данных для расчета параметров материала. Инструментом изучения картины стоячих волн в волноводе может быть, например, измерительная линия. [c.70]

Для ускорения электронов применяются линейные ускорители с бегущей волной. Ускоритель представляет собой волновод с )аз-мещенными в нем дисками с диафрагмами, назначение которых снизить фазовую скорость электромагнитной волны. Ускоряемая частица (электрон) все время находится вблизи гребня такой волны и непрерывно ускоряется. Линейные электронные ускорители успешно конкурируют с циклическими ускорителями. [c.63]

Электромагнитные поля сверхвысоких частот ие удовлетворяют условию квазистационарности и носят ярко выраженный волновой характер. Для нагрева тело подвергают облучению свободно падающей электромагнитной волной или воздействию поля бегущей либо стоячей электромагнитной волны. В роли нагревательных устройств выступают уже ие рабочие конденсаторы, а — соответственно указанным способам нагрева — антенны, волноводы или объемные резонаторы. [c.305]

Нагрей и поле бегущей волны целесообразно использовать в установках непрерывного действия. Простейшее нагревательное устройство с бегущей волной (рис. 16-8) состоит из магнетронного генератора МГ, волновода прямоугольного сечения 1 и оконечной нагрузки 2. Нагреваемый материал имеет форму тонкого листа, который протягивается через щель 3 в широкой стенке волновода. Установки такого типа применяются для сушки бумаги или ткани [28, 34]. [c.306]

СВЧ-энергия от генератора (/) через устройство ввода энергии (2) направляется в зону нагрева со стороны подачи обрабатываемых изделий. С противоположной стороны размещается узел вывода непоглощенной энергии (10) и согласованная с системой генератор — камера нагрузки (9), охлаждаемая водой. Подвод энергии со стороны входа изделий обеспечивает экспоненциальное снижение поглощаемой мощности вдоль волновода, характерное для бегущей волны. Такое снижение благоприятно сказывается на режиме тепловой обработки пищевых продуктов интенсивный нагрев в первый период тепловой обработки переходит в поддержание достигнутой температуры до выхода изделия из зоны нагрева. [c.308]

Это значит что вместо бегущих волн высшего порядка в волноводе существуют неоднородные стоячие колебания с амплитудой, быстро уменьшающейся с увеличением расстояния х [c.322]

В табл. 1 приведены некоторые виды трансформирующих устройств и формулы для пересчета активной реальной нагрузки в i н. Во всех приведенных вариантах неоднородный волновод — экспоненциальный. Входящий в формулу в последней графе табл. 1 коэффициент бегущей волны ко должен быть задан из условия обеспечения требуемой степени приближения к режиму бегущей волны. [c.217]

В заключение этой главы остановимся на следующем обстоятельстве. Из исходной формулы (53) для входного сопротивления, когда Zв = / н = = гоа, следует, что Z 7 является комплексным. Это не находится в противоречии с тем обстоятельством, что при нагрузке волновода на сопротивление, обусловливающее режим бегущей волны, входное сопротивление должно быть активным. Суть заключается в том, что для обеспечения режима бегущей волны необходимо нагрузить волновод на две составляющие сопротивления [c.276]

Методы измерений. Для наблюдения резонансного поглощения исследуемое вещество помеп1ают в радиочастотное поле, амплитуду к-рого измеряют при наличии резонансных условий и нри их отсутствии. Разность этих амплитуд и определяет коэфф. поглощения энер1ии в образце а. Обычно используют поле в катушке или стоячую волну в обы=миом резонаторе (ЭПР, ЯМР, ЯКР и циклотронный резонанс) или же бегущую волну в волноводе (микроволновая Р.). В случао резонатора образец помещают в пучность электрич. ноля при наблюдении элоктрич. переходов и в пучность магнитного поля, если наблюдаются магнитные переходы. При использовании катушки или резонатора представляет интерес пе коэфф. поглощения вещества а, а его добротность Q = (s)/ a. Если вещество заполняет все пространство, занятое высокочастотным магнитным полем, и Qo — добротность катушки или резонатора, то заполняющее вещество уменьшает добротность системы до величины ( оО/(9о + Q) Уменьшение добротности будет максимальным, если част(яа радиочастотного поля V равна резонансной частоте по1 Лощения исследуемого вещества. [c.307]

Чисто С. в. могут устанавливаться только при отсутствии затухания в среде и при полном отражении от границ. В противном случае кроме С. в. появляются оегущие волны, доставляющие энергию к местам поглощения или излучения. Распределение волнового поля при этом характеризуется коэф. стоячестн волны — КСВ (см. Бегущая волна), а соотношение между средней за период колебаний Т = 2п/со запасённой в С. в. энергией IV и мощностью Р, уносимой бегущей волной, характеризуется добротностью колебания Q = ыЦ/ /Р. Невырожденные нормальные колебания объёмных резонаторов беа потерь суть С. в., а нормаль ные волны в волноводах представляют собой волны, бегущие в одном направлении н стоячие в направлениях, перпендикулярных оси волновода. [c.698]

В заключение отметим следующее. Предыдущее рассмотрение было сосредоточено на анализе структуры ближнего поля в окрестности областей изменения сечения волновода. В таких областях существенную роль играют неоднородные волны, возбуждающиеся в волноводе Если же рассматривать значения амплитуд распространяющихся волн в правой части волновода (Фщ), то можно отметить, что метод простой редукции в состоянии обеспечить их определение с довольно высокой точностью. В рассматриваемой задаче даже в случае N = 3 бегущая волна в области II определяется практически точно. Это полезно иметь в виду, чтобы излишне не усложнять расчетную схему задачи, если определение интересующих величин можно получить более просто Такой подход неоднократно используется в последующем изложении, а сравнение результатоп простого и усложненного расчетов мно-ижратно подтверждает его эффективность. [c.37]

Как и неоднородные бегущие волны в неограниченной среде, неоднородные нормальные волны не могут существовать во всем волноводе, а только в том полуволноводе, в котором волна убывает, либо на конечном отрезке волновода. Частоту, при которой = /г и, следовательно, 5 — 0, называют критической. При частоте выше критической волна распространяющаяся, при частоте ниже критической — неоднородная. На самой критической частоте колебания в волноводе происходят синфазно по всей его длине, с постоянной амплитудой вдоль волновода. Волновод на этой частоте ведет себя как труба бесконечной ширины в направлении оси X с длиной, равной й, причем роль крышек играют стенки волновода. Критические частоты волновода — это собственные частоты такой трубы. [c.233]

Поле, рассеянное данным препятствием, зависит не только от вида самого препятствия, но и от вида первичной волны. Будем )ассчитывать рассеяние для первичной плоской бегущей волны. Насчет рассеяния для других типов первичных волн (стоячие волны, нормальные волны в волноводе и т. п.) дополнительных трудностей не представит. [c.351]

Электромагн итная волна в волноводе распространяется вдоль его оси. Если на конце волновода вся высокочастотная энергия, переносимая волной, поглощается в нагрузке, то, как и (в обычных длинных линиях (открытой двухпроводной или коаксиальной), В волноводе будет существовать режим бегущей волны. Этот режим является наиболее желательным при передаче энергии по волноводу. Именно для этого режима рассматривалась выше картина электромагнитного поля в волноводе. [c.14]

Линейные ускорители (рис. 6.14. а) имеют цилиндрическую вакуумную камеру-волновод 2 с фокусируюи щми электромагнитами. Источником питания волновода является мощные генераторы сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний. которые обеспечивают в волноводе бегущую электромагнитную волну. Электронная пушка I испускает электроны, ускоряемые полем электромагнитной волны. Ускоренные электроны попадают на мишень 3 из тяжелого металла, вызывая жесткое тормозное рентгеновское излучение с мощностью экспозиционной дозы излучения 2,.. 60 мА/кг на расстоянии 1 м при энергии излучения до 3...30 МэВ. В дефектоскопии примен5пот линейные ускорители элект- [c.159]

Появление спутниковой, тропосферной, космической связи и глобального радио- и телевещания на сверхвысоких частотах, сверхдальней радиолокации, радиоастрономии, радиосиектросконии потребовало создания радиоприемных устройств с ничтожно малым уровнем шума. Новые возможности в этом отношении открылись перед радиотехникой в связи с достижениями в области изучения свойств различных веществ при глубоком их охлаждении и в связи с освоением новых методов построения радиоприемных схем. В результате этого в 50-х годах появились идеи создания параметрических и квантовых парамагнитных усилителей. Такие схемы обычно охлаждают с помощью жидкого азота, а в последнее время — жидкого гелия. Современные параметрические усилительные схемы осуществляются на основе использования для изменения параметров схемы диодов, ферритов, полупроводников и других нелинейных элементов. Квантовые парамагнитные усилители в настоящее время строятся на двух нринцинах. В первом из них взаимодействие волны слабого сигнала с усиливающим парамагнитным веществом происходит в объемном резонаторе (усилители резонаторпого тина), а во втором — в замедляющих волноводах (усилители бегущей волны). Все эти устройства мало похожи на привычные радиоприемники и пока еще достаточно сложны в осуществлении и эксплуатации, но зато их чувствительность может быть доведена до 10 вт. [c.380]

Установка (рис. 5) представляет собой туннельный канал (волновод) I с сечением прямоугольной формы. Размеры поперечного сечения канала выбирают в зависимости от габаритных размеров испытуемых панелей, отношение ширины канала к высоте должно быть не менее 1 5. Испытуемую панель 6 устанавливают в рабочую часть блока 5 установки заподлицо с внутренней поверхностью стенки канала. Корпус волновода I установки выполняют железобетонным или полностью металлическим сварной конструкции. Коэффициент звукопоглощ,ения стен волновода должен быть не выше 1,6 %. Звуковые колебания в канале возбуждаются при помощи генераторов-сирен 2, устанавливаемых в головной части установки. Одно из главных требований воспроизведения бегущих волн — отсутствие отражений звука от стен канала и его торца. Для выполнения этого требования в концевой части канала устанавливают звукопоглощающие клинья 7, которые в некоторых случаях увеличивают длину установки до 10—15 м. Системы электрического и пневматического питания генераторов. [c.450]

Гетеролазеры и гетерофотоприём-н и к и, используемые в сочетании с плёночными полупроводниковыми Болиоводами, могут выполняться на основе единой Г. и на общей полупроводниковой подложке объединяться (интегрироваться) в оптич. схему (методами планарной технологии). Для управления условиями генерации и распространения света часто используются сложные Г., активный слой к-рых состоит из неск. слоев постоянного или плавно изменяющегося состава с соответствующим изменением Sg. Помимо локализации света в пределах одного или неск, слоёв в плоскости ГП, при создании интегрально-оптнч. схем возникает необходимость дополнит, локализации световых потоков в плоскости волноводных слоёв (в плоскости ГП). Такие волноводы наз. полосковыми и создаются изменением либо состава и свойств полупроводника в плоскости ВОЛ1ГОВОДНОГО слоя, либо толщины слоёв, Встраивание гетеролазера в волноводную схему осуществляется с помощью оптического резонатора, образуемого периодич, модуляцией толщины волноводного слоя. При определ. выборе периода модуляции благодаря дифракции в волноводе возникает волна, бегущая в обратном направлении. В результате формируется распределённое отражение света (см. Интегральная оптика). [c.449]

К. у. бегущей волны. Квантовое усиление можно получить, если бегущая волна распространяется по волноводу, заполнедпюму активным парамагн. кристаллом. Мощность волны возрастает, жсионенциально вдоль кристалла. Коэф. усиления — отношение мощности сигнала на выходе К. у. к мощности волны во входной линии (выраженный в дБ) [c.335]

H. у. может вычисляться по ф-ле Лш, где R — радиус окружности, ы — угл. скорость вращения этого радиуса. При прямолинейном движении Н. у. равно нулю. НОРМАЛЬНЫЕ ВОЛНЫ (собственные волны) — бегущие гармоннч. волны в линейной динамической системе с пост, параметрами, в к-рой можно пренебречь поглощением и рассеянием энергии. Н. в. являются обобщением понятия нормальных колебаний на открытые области пространства и незамкнутые волноводные системы, в т. ч. на однородные и неоднородные безграничные среды, разл. типы волноводов и волновых каналов, струны, стержни, замедляющие системы, цепочки связанных осцилляторов и др. [c.360]

Весьма сложными иоляризац, свойствами обладают пространственно неоднородные волны, к-рые в принципе можно рассматривать как суперпозицию однородных плоских волн (см. Волновод). При этом характер поляризации векторов Б и Н часто оказывается различным. Так, если в бегущих вдоль оси х волнах типа ТМ поле Н ориентировано в поперечной к к плоскости (Я1 к), а поле В образует эллипс поляризации в плоскости (Е, к), то в волнах типа ТЕ данное свойство видоизменяется (Е - Н, Н — Е). Для чисто стоячих волн приходится всегда указывать, относительно какого направления ориентированы эллипсы поляризации. [c.65]

Способы возбуждения. По условиям возбуждения сверхвысокочастотные (СВЧ) разряды могут быть ря делены на неск. видов. 1) Разряды в волнов о- д а X, возбуждаемые полями бегущей или стояче ЭЛ,-магн. волны. При этом или сам волновод наполнея газом, или в него введены газонаполненные диэлектрич. трубки. На рис. 1 представлена схема С. р. в волноводе, [c.422]

У. с бегущей волной применяют в осн. для ускорения лёгких частиц (электронов и позитронов), скорость к-рых уже при небольших энергиях мало отличается от скорости света. Фазовая скорость эл.-магн. волн в вакуумных волноводах всегда превышает скорость света нагружая волноводы системой перфорир. диафрагм, можно замедлить скорость волны, но не очень сильно. Поэтому для ускорения медленных частиц У. с бегущей волной не применяют. [c.248]

При математической формулировке задачи о возбуждении и распространении волн в идеально упругом волноводе появляются определенные затруднения с постановкой условий на бесконечности, которые должны играть ту же роль, что и условие излучения в случае пространства. Ведь уже для полупространства необходимо задавать не только бегущую на бесконечность цилиндрическую волну, нэ и условие на приповерхностные возмущения — волну Рэлея. Сформулированные при этом требования исключали из общего представления решения стоячую волну Рэлея. Условие аналогичного типа должно ставиться и в случае нормальных волн, с учетом дополнительных трудностей — геометрической дисперсии мод в волноводе. Постановка таких условий в упругих волноводах затруд- [c.110]

Если в волноводе возбуждается частота, совпадающая с одной из критических, например (о = ш , то фазовая скорость оказывается мнимой Стп = + ] с Ют/Ил МНИМЫМ будет также и волновое число Тотп = — /Мп/с. в этом случае вместо бегущих волн будет наблюдаться колебательный процесс с амплитудой, убывающей с увеличением расстояния Z по экспоненциальному закону. [c.328]

Аксиальные (продольные) моды. Моды характеризуются набором чисел гпх-, ту, т ). Главной называется мода (О, О, т ). Она не имеет узлов в плоскости, перпендикулярной оси Z и описывает стоячую волну, являющуюся суперпозицией встречных бегущих волн, распространяющихся параллельно оси Z. Вне резонатора ей соответствует волна, распространяющаяся параллельно оси лазера. В теорш волноводов эта мода называется поперечной электромагнитной модой и обозначается TEMoomz. Из (53.3) с учетом (53.5) для частот излучения этой моды получаем выражение [c.316]

В импульсном режиме энергия колебаний генерируется в виде импульсов, заполненных ультразвуковой несзпцей частотой. Продолжительность t импульса и период Ti повторения выбираются такими, чтобы время прохождения импульсом пути, составленного волноводом длиной и нагрузкой длиной Zh, было больше t, а каждый отраженный от конца нагрузки импульс возвращался к преобразователю после излучения последующего импульса. При этих условиях, пренебрегая отражениями порядка выше второго, можно принять, что в колебательной системе практически возникнут бегущие волны и входное сопротивление нагрузки на преобразователь останется постоянным, не зависящим от изменяющейся длины Zh. Для исключения возможного отражения на границе излучатель — нагрузка следует применить согласование между нагрузкой и волноводной системой. Необходимые характеристики импульсного режима могут быть определены следующим образом для максимального сужения спектра импульсного сигнала примем, что в импульсе должно содержаться не менее п периодов несущей частоты. Значение п определяется из условия, что наибольшая часть энергии содержится в основной частоте / спектра. Требование минимально допустимой полосы частот, в частности, связано с тем, что вследствие геометрической дисперсии скорости распространения упругих колебаний по волноводной системе импульс может существенно исказиться. Кроме того, согласование в широком диапазоне частот не может быть удовлетворительным. Отсюда [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...