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.
Aby nedocházelo
k "úniku energie" vlnovodu tím, vlna rozdělila odraženou procházející
(648H647HObr.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. Slouží zde jednak pro přenos energie vysokofrekvenčního
generátoru anténě, jednak pro přenos signálu antény vysokofrekvenčnímu stupni
přijímače.
Obr. nejznámějším aplikacím optických vláken patří telekomunikační kabely mezi
městy, rozvodech kabelové televize při propojování počítačů sítí.
Obr.
ϑ εv
εo
εo
εo
εv
εo
εv
ϑk
a) c)
. Bývají označovány
jako optická vlákna, protože nejvíce užívají infračervené viditelné oblasti kmitočtového
spektra.1) vyplývá, totální odraz nastane jen tehdy, je-li permitivita dielektrika
ve vlnovodu vyšší nežli permitivita prostředí okolí. Při vyšší permitivitě dielektrika ve
vlnovodu srovnání permitivitou okolí bude kritický úhel menší vlna může stěnu
vlnovodu dopadat strměji, aniž docházelo lomu.1b), musí nastávat rozhraní vlnovod okolí totální odraz (649H648HObr. Úhel dopadu stěnu vlnovodu závisí
na vlnové délce šířící vlny příčných rozměrech vlnovodu.
Kovové vlnovody jsou kovové trubice různého průřezu. 8. Nejčastěji průřez obdélníkový
nebo kruhový, speciálních případech může mít průřez kovových vlnovodů tvar písmene Π
nebo (651H650HObr.2: Kovové vlnovody
Jak brzy ukážeme, příčné rozměry kovových vlnovodů odpovídají vlnové délce
přenášené vlny.2); tyto vlnovody jsou použitelné pro větší rozmezí kmitočtů než běžný
obdélníkový vlnovod, přenášejí však menší výkon.
Dielektrické vlnovody jsou obvykle tvořeny dielektrikem vysokou permitivitou a
malými ztrátami. 8. Jsou nejčastěji kruhového nebo obdélníkového průřezu. 8. 8.1c). 8.1)
Ze vztahu 650H649H(8.Elektromagnetické vlny, antény vedení 75
V dielektrickém vlnovodu vlna šíří odrazy stěn (647H646HObr. Není proto divu, nacházíme zejména radiolokátorů systémů pro
družicovou komunikaci.1a). Rozumných rozměrů tedy vlnovody nabývají pro oblast kmitočtů řádu
gigahertzů. 8
