Електромагнітні хвилі ті, тм і тим типів в лініях передач

Направляючою системою. або лінією передачі. в електродінамі-

ке називається система тіл, що забезпечують перенесення енергії електромагнітних

нітних поля в певному напрямку. Як елементи таких

систем, що направляють потік енергії в потрібному напрямку, зазвичай ви-

ступають будь-які металеві або діелектричні поверхні.

Хвиля, що поширюється в направляючої системі, називається

спрямовується хвилею. Структура електромагнітного поля направляються

хвиль відрізняється від структури поля хвиль, що поширюються в свобод-

ном (безмежному) просторі. Поле спрямовується хвилі має

задовольняти не тільки рівнянням Максвелла, а й граничним услови-

ям, що задається структурою лінії передачі.

Регулярними називають напрямні системи, у яких попе-

річкове перетин і інші параметри в поздовжньому напрямку незмінні

або змінюються по періодичному закону. У першому випадку систему на-

викликають однорідною. у другому - періодичної.

У напрямних системах відкритого типу поле, строго кажучи,

розподілено в усьому просторі, проте велика частина його енергії ло

Калізія поблизу напрямних елементів системи. У напрямних

системах закритого типу поле існує в області, відокремленої від ос

тального простору металевою оболонкою.

На низьких частотах (1 Гц ... 100 кГц) широко використовуються відкриті

двопровідні лінії передачі. На більш високих частотах зростають

втрати за рахунок випромінювання енергії в навколишній простір. для

зменшення втрат переходять до закритих лініях передачі, вводячи метал-вої екрани. У діапазоні від 100 кГц до 3 ГГц, як правило, викорис

ються коаксіальні лінії передачі, а на частотах понад 3 ГГц - порожнисті

металеві хвилеводи з різною формою перетину, які перекриваються

ють сантиметровий і частково міліметровий діапазони довжин хвиль. З

зменшенням довжини хвилі зменшуються розміри хвилеводу і підви-

ються вимоги до якості поверхні стінок, що створює труднощі

при їх виготовленні. Тому в міліметровому діапазоні (на частотах

понад 10 ... 15 ГГц) хвилеводи витісняються Микрополосковая лініями,

що складаються з двох металевих смужок, розділених шаром діелек-

трику. В оптичному діапазоні (частоти 1013 ... 1015 Гц) використовуються ді-

електричні хвилеводи з прозорих матеріалів, в яких повно

стю відсутні металеві поверхні. Спрямовується хвиля в будь-якій точці простору характеризується двома векторами поля E і H або шістьма їх проекціями на координат-

ні осі. Подовжню координату. відлічувану в напрямку распро-

странения хвилі, будемо позначати буквою z. Для перенесення енергії в на

правлінні Oz вектор Пойнтінга повинен мати подовжню

складову Пz. Для цього поле хвилі повинна утримувати хоча б одну

пару поперечних складових E. H. Щоб Їх хвилі классифи-

ціруются в залежності від наявності або відсутності в них поздовжніх з-

складових Ez і Hz векторів електричного і магнітного полів. тут

можливі чотири випадки:

вектораE і H перпендикулярні осі Oz і не мають поздовжніх состав-

ляющих: Ez = 0, Hz = 0. Абревіатура ТИМ походить від англійського

Transverse Electromagnetic. Прикладом ТЄМ-хвилі є пласка електро-

нітними хвиля в необмеженому просторі. За допомогою тем-

них), коаксіальних і Полоскова лініях передачі.

ни типу Н. мають подовжню складову магнітного вектора Hz

3. ТМ-хвилі (Transverse Magnetic), або електричні хвилі. або

хвилі типу Е. у яких Ez ¹ 0 при Hz = 0. Можна показати, що соб

недержавні хвилі порожніх металевих хвилеводів можуть бути тільки віл

нами типу Е або Н.

4. Змішані (гібридні) хвилі. володіють обома продоль-

ними складовими (Ez ¹ 0, Hz ¹ 0). У практично важливих на-

ляющих системах такі хвилі не спостерігаються.