Vyzařování a šíření elektromagnetických vln je oblastí, se kterou se denně setkáváme aniž bychom si to přímo uvědomovali. Elektromagnetické vlny se šíří prostorem, různé druhyvedení je nutí šířit se podle přání uživatele a také při tom i sloužit. Je proto velmi užitečné znát podmínky pro jejich využívání, především v technické praxi. Vždyť přechod na stále vyšší kmitočty nás nutí respektovat vlnovou povahu jevů i v situací, které byly doménou obvodů. Dnes již nikoho nepřekvapí, že úsek vedení mezi dvěma součástkami v počítači je spíše vedením než jen vodivým spojem.
1: Šíření vlny dielektrickém vlnovodu
a) postupné odrazy lom vlny totální odraz
K totálnímu odrazu dochází, je-li úhel dopadu vlny větší nežli kritický úhel pro
který platí vztah
v
o
k
ε
ε
ϑ =sin (8.
Obr. 8. Aby nedocházelo
k "úniku energie" vlnovodu tím, vlna rozdělila odraženou procházející
(648H647HObr. Není proto divu, nacházíme zejména radiolokátorů systémů pro
družicovou komunikaci. Úhel dopadu stěnu vlnovodu závisí
na vlnové délce šířící vlny příčných rozměrech vlnovodu.
Dielektrické vlnovody jsou obvykle tvořeny dielektrikem vysokou permitivitou a
malými ztrátami.1b), musí nastávat rozhraní vlnovod okolí totální odraz (649H648HObr. 8. nejznámějším aplikacím optických vláken patří telekomunikační kabely mezi
městy, rozvodech kabelové televize při propojování počítačů sítí.Elektromagnetické vlny, antény vedení 75
V dielektrickém vlnovodu vlna šíří odrazy stěn (647H646HObr.
ϑ εv
εo
εo
εo
εv
εo
εv
ϑk
a) c)
.2: Kovové vlnovody
Jak brzy ukážeme, příčné rozměry kovových vlnovodů odpovídají vlnové délce
přenášené vlny.
Obr. Při vyšší permitivitě dielektrika ve
vlnovodu srovnání permitivitou okolí bude kritický úhel menší vlna může stěnu
vlnovodu dopadat strměji, aniž docházelo lomu.1)
Ze vztahu 650H649H(8. 8. Bývají označovány
jako optická vlákna, protože nejvíce užívají infračervené viditelné oblasti kmitočtového
spektra.2); tyto vlnovody jsou použitelné pro větší rozmezí kmitočtů než běžný
obdélníkový vlnovod, přenášejí však menší výkon. Jsou nejčastěji kruhového nebo obdélníkového průřezu. 8. Nejčastěji průřez obdélníkový
nebo kruhový, speciálních případech může mít průřez kovových vlnovodů tvar písmene Π
nebo (651H650HObr. Rozumných rozměrů tedy vlnovody nabývají pro oblast kmitočtů řádu
gigahertzů. Slouží zde jednak pro přenos energie vysokofrekvenčního
generátoru anténě, jednak pro přenos signálu antény vysokofrekvenčnímu stupni
přijímače.1) vyplývá, totální odraz nastane jen tehdy, je-li permitivita dielektrika
ve vlnovodu vyšší nežli permitivita prostředí okolí.1a). 8.
Kovové vlnovody jsou kovové trubice různého průřezu. 8.1c)
