Волновод: различия между версиями

[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки
разрешение неоднозначностей
Строка 3:
[[Файл:Волновод металлический.jpg|thumb|right|Металлический [[Микроволновое излучение|СВЧ]]-волновод прямоугольного сечения с [[Фланец|фланцами]].]]
 
'''Волновод''' — искусственный или естественный канал, при распространении вдоль которого распространяющаяся в нём [[волна]] слабо затухает. Поле волны при этом сосредоточеннососредоточено внутри канала или в непосредственно примыкающей к нему области. По природе распространяющихся волн различают электрические и акустические волноводы.
 
== Типы волноводов ==
Строка 19:
 
== Свойства волноводов ==
В волноводах, как в системах с распределёнными параметрами, возможно существование в нём дискретного (при не очень сильном поглощении) набора (ансамбля) типов колебаний ([[мода (физика)|мод]]), каждый тип колебаний распространяется со своими [[фазовая скорость|фазовыми]] и [[групповая скорость|групповыми]] скоростями. Все моды обладают [[дисперсияДисперсия волн|дисперсией]], то есть их фазовые скорости зависят от частоты и отличаются от групповых скоростей.
 
В экранированном волноводе фазовые скорости обычно превышают скорость распространения плоской однородной волны в заполняющей среде ([[скорость света]], [[скорость звука]]), эти волны называются ''быстрыми''. При неполном экранировании они могут просачиваться сквозь стенки волновода, переизлучаясь в окружающее пространство. Это так называемые ''утекающие волны''. В открытых волноводах, как правило, распространяются медленные волны, амплитуды которых быстро убывают при удалении от направляющего канала.
Строка 25:
Каждая мода характеризуется предельной частотой <math>~\omega_k</math> , называемой ''критической''; мода может распространяться и переносить вдоль волновода поток энергии только на частотах <math>~\omega</math>, превышающих <math>~\omega_{kr}</math>. Однако в некоторых случаях (многопроводные линии передачи, полые акустические волноводы) существуют моды, для которых <math>~\omega_{kr}=0</math>, их называют главными или квазистатическими.
 
При больших <math>~\omega</math> волновод становится сверхразмерным (поперечные размеры волновода значительно превышают [[Длина волны|длину волны]]): тогда в нём одновременно распространяется множество мод, которые при определённых соотношениях между [[амплитуда]]ми и [[Фазаны|фазами]] могут группироваться в бегущие вдоль волновода сгустки. В предельном случае, в волноводе образуется [[стоячая волна]] с узлами и пучностями, например, для акустических волноводов - — узлы акустического давления. В узлах стенки можно убрать, заменив сплошную трубу последовательно расставленными отражателями. Такие, а также аналогичные им линзовые системы классифицируют как квазиоптические волноводы или квазиоптические линии передачи.
 
== Применение волноводов ==