Propagarea undelor TE in ghidul de sectiune dreptunghiulara
Ghidurile de unda cu sectiune dreptunghiulara sunt cele mai utilizate in instalatiile radiotehnice datorita urmatoarelor avantaje:
influenta mica a deformarilor peretilor asupra propagarii;
lucrul intr-o banda larga de frecventa;
puteri mari de lucru
tehnologie relativ simpla de realizare
Pentru analiza fenomenului de propagare se utilizeaza sistemul de coordonare cartezian (figura de mai jos) si se mentin ipotezele specificate si anume:
mediul in interiorul ghidului este omogen si izotrop, dielectric fara pierderi si lipsit de sarcini electrice;
peretii ghidului sunt conductori perfecti
undele sunt excitate in regim armonic cu pulsatia ω.
Se considera numai
undele directe, corespunzatoare ghidului infinit lung si adaptat la capat.
Dezvoltand ecuatiile lui Maxwell in sistemul de coordonate rectangulare, pentru
, rezulta:
, derivatele in raport cu z din ecuatiile precedente pot fi inlocuite cu:
, existenta in cazul modurilor TE. Prin derivarea ecuatiilor anterioare si prin transformari rezulta:
, respectiv 
6.1.2. Constanta de propagare
Se exprima prin relatia:
, avand semnificatia
prevazuta la studiul liniilor. Pentru un ghid dat (a,b = constante), in functie
de valoarea frecventei rezulta 
: reala/ imaginara/nula.
In ecuatia pentru care
se defineste frecventa critica:
, ceea ce inseamna ca undele nu se propaga in ghid ci se atenueaza foarte repede in apropierea punctului de excitatie.
Daca 
rezulta 
si propagarea in ghid este posibila:
sau de transport a energiei de-a lungul axei ghidului este:
, fata de axa longitudinala a ghidului, viteza de propagare a energiei de-a lungul ghidului, adica viteza de grup este:
, iar 
De asemenea:
Intrucat
, impedanta de unda
este o marime reala, de natura unei rezistente. Ea depinde de
elementele constructive ale ghidului a si b (prin intermediul 
), de natura
dielectricului si de frecventa.
6.1.6. Undele 
in ghidul dreptunghiular
In ghidul
dreptunghiular se pot propaga undele 
. Pentru m=1 si n=0 se
obtin componentele campului undei 
. Valorile instantanee
ale campului undei in ghidul dreptunghiular, reprezentate in
relatiile 
, devin:
Studiul se efectueaza
urmand aceeasi cale ca si in cazul undelor TE. Din ecuatiile lui Maxwell
rezulta 8 ecuatii scalare care exprima legatura dintre componentele campului.
Pentru 
si tinand cont de legea de variatie a campului
de-a lungul axei oz 747i83h rezulta:
si 
6.1.8. Diagrama modurilor pentru ghidul dreptunghiular
Pentru un ghid dreptunghiular de dimensiuni date cu dielectric aerul, lungimea de unda critica sub care poate avea loc propagarea difera de la un mod la altul, asa cum rezulta din relatia:
Mod
In baza datelor din tabel se construieste diagrama modurilor:
, prin ghid nu se propaga
nici un tip de unda, deoarece 
Domeniul in care 
, prin ghid se pot
propaga numai undele
Domeniul in care 
, prin ghid se pot
propaga simultan mai multe tipuri de unde.
Cel mai mare interes
pentru practica il reprezinta domeniul al doilea in care se poate propaga numai
modul , numit si mod
fundamental. Din conditia de propagare a modului fundamental rezulta criteriul
principal de alegere a ghidului de unda cand se cunoaste frecventa de lucru:
Din analiza propagarii undelor electromagnetice in ghiduri rezulta ca pe fata interioara a acestora circula curenti de inalta frecventa a caror marimi si sens depind de distributia campului, respectiv de modul de propagare. Densitatea curentului de conductie indus in peretele ghidului de catre campul magnetic variabil este numeric egala cu intensitatea campului magnetic tangential:
) si componente
transversale 
si 
conditionate de componenta longitudinala a
campului magnetic (
In cazul undei componentele curentului de conductie in
peretii ghidului de latime a si b se obtin din expresiile campului, astfel:
, se inchid prin
curentii de deplasare 
, formand linii de
curent inchise. Curentii de deplasare depind de campul electric:
, curentul de deplasare are valoarea:
. Asadar, 
inchide circuitul curentului de conductie.
Curentii de conductie circula pe fata interioara a ghidului pe o adancime egala
cu adancimea de patrundere a campului in metal:
unde 
este conductivitatea metalului ghidului si 
este permeabilitatea metalului ghidului
In cazul in care ghidul este confectionat sau placat cu metal foarte bun conductor (Cu, Alama, Ag, Au), adancimea de patrundere este foarte mica.
|
