Полые волноводы

Подчеркнем еще раз, что мощность излучения внутри волновода убывает как /Ь, т. а. медленнее, чем в свободном пространстве (1/Л ). Это обстоятельство и обуславливает возможность использования полых волноводов для коллимации и концентрации МР-излу-чения. [c.150]

Таким образом, экспериментальные результаты свидетельствуют о возможности использования полых волноводов для коллимации МР-излучения и поворота его на значительные углы. Следует подчеркнуть, что в МР-диапазоне стекло — далеко не лучший по своим оптическим свойствам материал для изготовления элементов скользящего падения о многократными отражениями (см. рис. 4.2 и 4.10). Переход к оптимальным материалам позволит значительно (на один-два порядка) увеличить эффективность устройств. [c.155]

Такими функциями описываются, например, моды для прямоугольного полого волновода с размерами [—В,х,Мх] х и идеально проводящими стенками. [c.414]

Суш,ественным недостатком ленточных линий является невозможность передачи по ним больших мощностей. Однако в миллиметровом диапазоне полосковые волноводы с диэлектрическим заполнением 110 сравнению с полыми волноводами с воздушным заполнением допускают пропускание большей мощности в импульсе. [c.7]

Распространение электромагнитных волн, классификация типов волн. Поперечная электромагнитная волна в волноводе распространяться не может. В полом волноводе нет внутреннего проводника, и замкнутые магнитные силовые линии, лежащие в плоскости поперечного сечения волновода, должны охватывать продольное электрическое поле. Но в. поперечной волне нет продольного электрического поля. Если же электрическое поле поперечно, то оно должно охватываться силовыми линиями магнитного поля, расположенными в продольной плоскости. Однако в поперечной электромагнитной волне ТЕМ должна отсутствовать продольная составляющая магнитного поля. Поэтому в волноводах распространяются другие типы волн, имеющие отличную от -волны ТЕМ структуру электрического и магнитного полей. [c.9]

В отличие от полых волноводов широкое применение в коаксиальных трактах находят фиксированные аттенюаторы и оконечные согласованные нагрузки, выполненные на резисторах. Конечно, здесь следует использовать малогабаритные безындукционные резисторы типа МЛТ или УНЧ с точным значением сопротивления. Значения этих сопротивлений должны быть близки к значениям волновых сопротивлений коаксиальных линий, т. е. 25—150 Ом. [c.66]

Резонансные - это такие антенны, у которых расстояние между соседними щелями равно Хв (рис. 3.9, а - случай синфазно связанных щелей с полем волновода) или равно А-в/2 (рис. 3.9, б - случай не-ременно-фазно связанных щелей с нолем волновода). [c.58]

На рис. 74 показана простейшая схема ультразвуковой сварки. Свариваемые заготовки 5 помещают на опоре 6. Наконечник 3 соединен с магнитострикционным преобразователем 1 через трансформатор упругих колебаний 2, представляющих вместе с рабочим инструментом 4 волновод (на рис. 74 показано, как изменяется амплитуда колебаний по длине волновода). Ультразвук излучается непрерывно в процессе сварки. Элементом колебательной системы, возбуждающей упругие колебания, является электромеханический преобразователь 1, использующий магнитострикционный эффект. Переменное напряжение создает в обмотке преобразователя намагничивающий ток, который возбуждает переменное магнитное поле в материале преобразователя. При изменении величины напряженности магнитного поля в материале возникает периодическое из- [c.119]

Рис. 10.2. Распределение электрического поля волны типа в прямоугольном волноводе.

В линейных резонансных ускорителях частицы разгоняются прямолинейно переменным электрическим полем. Ускоряющая камера электронного ускорителя представляет собой волновод, Б котором возбуждается волна электрического типа, т. е. такая, у которой электрическое поле имеет компоненту, направленную по оси камеры. Фазовая скорость этой волны подбирается так, чтобы она все время совпадала со скоростью частиц, а частицы подаются в камеру в такие моменты, чтобы они все время сидели близко к максимуму электрического поля. Таким образом, сгустки частиц движутся на гребнях волн. Имеются и другие варианты линейных резонансных ускорителей. Например, у ускорителей протонов и других тяжелых заряженных частиц фазовая скорость волны может быть бесконечной. В этом случае в камеру вставляются металлические дрейфовые трубки, размеры и расположение которых таковы, что частицы прячутся внутрь трубок, когда поле направлено против движения. Трубки экранируют поле, так что внутри них частицы движутся свободно (рис. 9.1). В линейных ускорителях удается получать прирост энергии до 10—15 МэВ на метр длины. Теоретически можно, построив достаточно длинный ускоритель, получить пучок сколь угодно большой энергии. Практические ограничения связаны с конструктивной сложностью и высокой стоимостью длинных ускорителей. Линейный резонансный ускоритель является импульсным. Средний ток обычно составляет несколько мкА (иногда до 20—30 мкА), а ток в импульсе — до 50 мА. [c.471]

Вообще перспективными,с точки зрения практического использования, можно считать только те сверхпроводники, которые имеют высокие значения обеих критических величин - температуры и магнитной индукции. Такими свойствами обладают только сверхпроводники 2 рода (см. табл. 2.1), что дало возможность применять эти материалы как для производства сверхпроводниковых электромагнитов, создающих сильные магнитные поля, так и для других практических целей создания электрических машин, трансформаторов и других устройств малых массы и габаритов и с высоким к. п. д. кабельных линий для передачи весьма больших мощностей на произвольно большие расстояния волноводов с особо малым затуханием накопителей энергии и пр. Ряд устройств памяти и управления основывается на переходе сверхпроводника в сверхпроводящее или нормальное состояние при изменении магнитной индукции (или соответственно тока) или температуры. [c.25]

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]

Рабочая камера представляет собой волновод П-образного сечения (рис. 16-9, б). По сравнению с прямоугольным волноводом такая форма сечения позволяет получать значительно более высокие напряженности электрического поля в зоне нагрева. Длина рабочей камеры 2 м, и состоит она из четырех одинаковых по длине и форме секций П-образного волновода. Напряженность поля в режиме холостого хода 144 В/см. КПД рабочей камеры, рассчитанный для варианта нагрева воды в контейнерах, равен 88%. [c.308]

Посредством суперпозиции большего числа плоских гармонич. В. можно сформировать поля в трубах (полых волноводах) произвольного конечного поперечного сечения (см. Волновод металлический. Волновод акустический). Т.о., в канализирующих системах может существовать бесконечное число волноводных мод (плоских неоднородных В.), однако в большинстве случаев выбором частоты вводимого в них поля можно сделать режим работы одномодовым. Экраннр. линии передачи, используемые в электро- и радиотехнике, обычно функционируют именно в таком одномодовом режиме. Особое значение имеют системы, в к-рых первая — самая низкая по частоте главная мода вообще не имеет ограничений по частоте снизу (для неё о) р — 0) и, следовательно, может распространяться при сколь угодно [c.319]

Условие ( ), согласно к-рому (ш/сф)(йрф/ м) > 1, может выполняться только в системах с т. н. аномальной дисперсией, когда (ю/сф) сф/сга)) > 0. На рис. 1 приведено несколько примеров дисперсионных характеристик для волн в полых волноводах с замагниченной плазмой (/) и в волноводах, частично заполненных изотропной плазмой 2), для быстрых циклотронных волн в потоках заряж. частиц, направляемых магн. полем 3). [c.383]

Пример 3. Резонаторы ГЛОН. Как уже отмечалось, в ГЛОН могут быть использованы резонаторы двух типов открытые и волноводные. Расчет характеристик открытых резонаторов ГЛОН MIR- и // -излучение) не отличается принципиально ни по постановке задачи, ни по технике ее реализации на ЭВМ от задач открытых резонаторов в оптическом диапазоне. Поэтому при расчетах открытых резонаторов ГЛОН можно пользоваться методиками и программами, изложенными в гл. 2. Рассмотрим результаты расчетов и анализ волноводных резонаторов. Конструктивно волноводный резонатор заложен в любом газовом лазере с разрядной трубкой, которая может рассматриваться как диэлектрический полый волновод. Но в оптическом диапазоне влияние стенок трубки на формирование поля в резонаторе не учитывается, так как отношение (ИХ d — диаметр трубки, X —длина волны) в этом диапазоне очень велико и каустика эффективного поля резонатора при таких условиях меньше диаметра трубки. Однако в ИК-диапазоне с успехом используются волноводные СОг-лазеры, где отношение d/i много меньше, чем в обычных лазерах за счет уменьшения d (единицы мм) [37]. При расчете характеристик такого лазера учитывается влияние стенок на формирование поля в резонаторе. В лазерах с оптической накачкой при увеличении длины волны излучения вплоть до субмиллиметрового и миллиметрового диапазонов отношение d/X становится еще меньше, даже с учетом того, что диаметры их трубок для увеличения эффективности генерации делаются большими по сравнению с диаметрами трубок СО -лазеров. Поэтому роль стенок трубки в заполненных эффективным полем объеме резонатора увеличивается. Рассмотрим наиболее типичную схему волноводного резонатора ГЛОН (рис. 3.28). Зеркала этого резонатора, расположенные на торцах диэлектрического поля волновода (трубки), имеют отверстия di и dg соответственно для ввода излучения накачки в активную среду ГЛОН и вывода излучения генерации. Так как задача является осесимметричной, будем искать искомые поля в резонаторе как функцию от координаты U (г). В качестве базисных функций этой задачи выбираются радиальные ортонормированные собственные функции бесконечного полого диэлектрического волновода со следующими условиями. [c.163]

Ниже мы приводим результаты расчетов некоторых характеристик волноводных резонаторов ГЛОН, полученных с помощью решения уравнения (3.75) и их анализа, которые позволяют оптимизировать выбор этого типа резонатора в ГЛОН [33, 34]. Решить уравнение (3.75) можно только приближенно, используя численные методы с применением ЭВМ, либо методом теории воз-муш,ений в случае малого отличия геометрии резонатора от плоскопараллельной, когда характеристики его типов колебаний близки к характеристикам мод бесконечного полого волновода. Рассмотрим волноводный резонатор, у которого di — d.2 О, т. е, зеркала резонатора рассматриваются без отверстий связи. Такая постановка задачи позволяет рассмотреть влияние кривизны зеркал волноводного резонатора на характеристики его типов колебаний. Кроме того, этот случай представляет интерес для волноводных систем с элементами связи в виде полупрозрачных зеркал или в виде окон в боковой поверхности волновода, которые можно использовать в оптических системах ГЛОН (см. рис. 3.12). Исходное уравнение (3.75) значительно, упрощается, так как при di == О, Ф (г) = 1. Кроме этого значительно упрощается параметр Dig. Если обратиться к формуле (3.77), то нетрудно видеть, что интеграл в этом выражении можно представить Г1 г 1 [c.167]

Во многих отношениях оптическое волокно аналогично полым волноводам с внутреиними поверхностями из хорошо проводящего металла, широко применяемым в технике СВЧ. Электромагнитные поля в этих системах имеют подобную структуру. Распространение света в цилиндрическом прозрачном волокне или прямоугольной диэлектрической пленке носит волноводный характер. Физические принципы действия оптических волноводов и других тонкопленочных структур составляют теоретическую базу новой бурно развивающейся области прикладной физики, получившей название интегральной оптики. Интерес к оптическим способам передачи и обработки информации быстро растет, что обусловлено преимуществами оптической связи в таких системах, где требуется высокая надежность, помехозащищенность, большая скорость передачи информации при малых габаритах и массе. Основные трудности реализации таких систем связаны с потерями световой энергии в диэлектрическом световоде, вызванными поглощением или рассеянием света в волокне, а также нерегулярностями границы раздела между сердцевиной и оболочкой. Эти потери предъявляют очень жесткие требования к технологии изготовления световодов. В результате интенсивной исследовательской работы в 70-х годах была разработана технология получения оптических волокон и световодных кабелей с малыми потерями из кварца и специальных стекол, что открыло путь к практической реализации оптических систем дальней связи. [c.157]

Рассмотрите полый волновод, состоящий из двух диэлектрических пластин без потерь, расстояние между которыми d > К. Вычислите постоянную распространения и ко-эффивд1ент затухания а для распространяющейся в волноводе моды. Покажите, что для ТЕ- и ТМ-волн относительно диэлектрических поверхностей величина а дается приблизительно выражениями [c.242]

Благодаря наличию замкнутых потостей входное сопротивление в точках а и б в идеальном дроссельном поршне равно нулю независимо от величины сопротивления Я переходного контакта между поршнем и стенкой этот контакт находится в минимуме волны тока. Аналогичные короткозамыкающие поршни применяются и в полых волноводах. Имеются и другие конструкции короткозамыкающих поршней. [c.125]

Заметим, что присоединенная волна не является столь редким и экзотическим явлением, каким она может показаться на первый взгляд. Присоединенные волны имеют место в обычныл полых волноводах с идеально проводящими стенками при возбуждении их на критической частоте. Так как y(wkp)=0, то бегущие в прямом и обратном направлении волны становятся неразличимыми (линейно-зависимыми) и точки о) = <.01ф оказываются У-кратЯыми. Поэтому в классических уравнениях возбуждения [c.55]

Подобное положение имеет место и в развитии линий передачи СВЧ, где волноводы, коаксиальные и полосковые линии взаимно дополняют друг друга, позволяя использовать каждую из них в тех случаях, где преимущества того или иного вида линии бесспорны, а недостатки несущественны. Так. например, полые волноводы круглого сечения, находятся пока что вне конкуренции при использовании их для многоканальных волноводных линий связи. Многоканальные волноводные линии связи нашли свою область применения в качестве межузловых телефонных линий в телефонной сети особо крупных городов. Волноводы прямоугольного сечения в мощных радиолокационных передатчиках сантиметрового диапазона волн имеют неоспоримые преимущества перед коаксиальными и полосковыми линиями. Наоборот, последние в массовом производстве приемных СВЧ устройств более выгодны, чем коаксиальные линии и волноводы. [c.111]

Канализирующая система типа прямоугольного волновода с волной Ню имеет ряд ценных качеств малые потери, относительно небольшие вес и габариты, хорошо освоенную технологию изготовления. Поэтому в антенной технике линейные решетки излучателей, возбуждаемые такого вида канализирующей системой, получили широкое распространение. Максимальный теоретический сектор сканирования волноводной антенны с излучателями, неременно-фазно связанными с полем волновода без учета час- [c.52]

В синфазной антенне /i = 0 в нерезонансной антенне с синфазной связью щелей с полем волновода fi в случае переменпо-фазной связи fi = -п. [c.61]

Ультразвуковая сварка относится к продесса.м, в которых используют давление, нагрев и взаимное трение свариваемых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на заготовки, сжатые осевой силой Р, механических колебаний с ультразвуковой частотой. Для получения механических колебаний высокой частоты используют магннтострикциоииый эффект, основанный на изменении размеров некоторых материалов под действием переменного магнитного поля. Изменения размеров магнитострикцпоипых материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды и концентрации энергии колебаний и для передачи механических колебаний к месту сварки используют волноводы, в большинстве случаев сужающейся формы. [c.223]

В сердечнике из магнитоотрикцион-пого материала при наличии электромагнитного поля домены разворачиваются в направлении магнитных силовых линий, что вызывает изменение размера поперечного сечения сердечника и его длины. В переменном магнитном поле частота изменения длины сердечника равна частоте колебаний тока. При совпадении частоты колебаний тока с собственной частотой колебаний сердечника наступает резонанс и амплитуда колебаний торца сердечника достигает 2—10 мкм. Для увеличения амплитуды колебаний на сердечнике закрепляют резонансный волновод переменного поперечного сечения, что увеличивает амплитуду колебаний до 10— 60 мкм. На волноводе закрепляют рабочий инструмент — пуансон. Под пуансоном-инструментом устанавливают заготовку и в зону обработки поливом или иод давлением подают абразивную суспензию, состоящую из воды и абразивного материала. Из абразивных материалов используют карбиды бора или кремния и электрокорунд. Наибольшую производительность получают при использовании карбидов бора. Инструмент поджимают к заготовке силой 1 — 60 Н. [c.411]

Передача изображения в интегральной голографии осуществляется посредством введения в схемы элементов волоконной оптики и многомодовых волноводов. Напомним, что если диаметр волокон сравним с длиной волны света, то такое волокно следует рассматривать как ди.электри-ческий волновод, в котором существуют лищь вполне определенные постранственно-временные распределения. электромагнитного поля световой волны — моды. Многомодовые волноводные системы передачи изображения, способные уже в настоящее время конкурировать с во.до-конными системами, представляют собой плавно или дискретно неоднородные среды. Они получили название самофокусирующих волноводов (или селфоков). Коэффициент преломления п (г) в таких волноводах скачкообразно или плавно меняется в радиальном направлении по закону п(г)=п )( — Ь ,/2), где о — коэффициент преломления на оси, г — радиус световода, Л — постоянная. Многомодовые системы обеспечивают разрешающую способность порядка 300 линий/мм. [c.79]

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]

Распределенные системы типа волноводов относятся к типичным неквазистатическим системам, для которых нельзя ввести такие электростатические и магнитостатические понятия, как напряжение, ток и т. п. Несмотря на это, для описания волно-водных систем успешно применяются телеграфные уравнения. Волновод, в котором существует один определенный тип колебаний, можно формально сопоставить электрической линии с определенными параметрами. Для такой линии можно формально ввести понятие напряжения и тока. Напряжение и обычно задается в виде величины, пропорциональной поперечной составляющей электрического поля волны данного типа. Ток I предполагается пропорциональным поперечной составляющей магнитного [c.325]

Простейшая нагревательная установка, показанная на рис. 16-8, не обеспечивает равномерного нагрева по ширине листа, так как поглощение мощности приводит к спаду напряженности Электрического поля по длине волновода. Для ликвидации неравномерности нагрева в реальных установках секции волновода соединяются последовательно в плоский змеевик н материал проходитпоследо- [c.306]

Сверхпроводниковые материалы получили достаточно широкое применение в различных областях науки и техники. Их используют для создания сверхсильных магнитных полей в достаточно большой области пространства для изготовления обмоток электрических машин и трансформаторов, обладающих малой массой и габаритами, до очень высоким КПД сверхпроводящих кабелей для мощных линий передачи энергии волноводов с очень малым затуханием мощных накопителей электрической энергии устройств памяти и управления. Эффект Майснера—Оксенфельда, наблюдаемый в сверхпроводниках, используется для создания опор без трения и вращающихся электрических машин с КПД, равным почти 100 %. Явление сверхпроводящего подвеса (левитации) применяется в гироскопах и в поездах сверхскоростной железной дороги и т. д. [c.125]

Эффект Фарадея возникает при помещении в волновод феррито-вого стержня, подмагничиваемого постоянным током. В плоской поляризованной электромагнитной волне наблюдается при этом поворот плоскости поляризации угол поворота гр пропорционален длине стержня и напряженности подмагничивающего поля Н . При сильных полях зависимость ф(Я ) отклоняется от прямолинейной (рис. 18.8, а). [c.251]

ПОЛЯ поддерживать постоянной, а изменять величину подмагничива-ющего поля Н , поскольку будет изменяться /ц. При резонансе резко возрастает поглощение энергии и при том лишь при определенном — обратном направлении распространения электромагнитной волны в волноводе для волны прямого направления поглощение оказывается значительно меньшим. Резонансное поглощение связано с дополнительными колебаниями узлов кристаллической решетки феррита. На принципе избирательного поглощения при ферромагнитном резонансе основаны СВЧ-у стройства второй группы, так называемые вентильные или невзаимные. Вентильными свойствами могут обладать и устройства первой группы, например, невзаимный фазовращатель. Вентильные свойства феррита характеризуются в первую очередь шириной АН резонансной кривой или линии. Чем уже резонансная линия, тем более эффективно использование феррита. [c.252]

Волноводы характеризуются линейными размерами, критической длиной волны Хкр, длиннее которой волны не распространяются в данном волноводе, длиной волны в волноводе Ад. Волна, распространяющаяся по волноводу, определяется видом колебаний и обозначается с помощью индексов тип (Ещц или TMtnn и I mn или TEffiii), соответствующих числу полуволновых изменений напряженностей и Я вдоль широкой (индекс т) и узкой (индекс п) стенок волновода. На рис. 9 приведены конфигурации электрического и магнитного полей в прямоугольном волноводе для колебаний видов Г 1, ТМп и ТЕп. [c.213]

Но, как правило, создать.идеальные условия распространения не удается, и поэтому полная картина поля образуется из совокупности волн, распространяющихся от генератора к нагрузке, и волн, распространяющихся в обратном направлении — от любой неоднородности к генератору. При этом в волноводе устанавливается режим стоячих волн. Любая волноводная. линия характеризуется коэффициентом стоячей волны напряжения (КСВН), который в идеальных условиях должен быть равен 1. Практически волноводные линии с КСВН = = 1,02-7-1,03 считаются достаточно хорошими. [c.213]

Вентиль является пассивньш. .. эле-ментом, и односторонность пропускания волны в одном направлении обеспечивается наличием в волноводе фер-ритового стержня, находящегося в поле постоянного магнита. [c.216]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...