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.
a) transverzálně magnetická vlna (TM)
je charakterizována tím, vektor intenzity magnetického pole leží příčném řezu
vlnovodem (nemá podélnou složku), zatímco vektor intenzity elektrického pole složky
v příčném podélném směru.23a-d) rovnice
682H681H(8., 43211 ++= (8. Různým hodnotám vidových čísel odpovídají různá
rozložení elektromagnetického pole příčné rovině vlnovodu.20) dostaneme vztah pro rozložení pole vlny (TM)
v příčném řezu vlnovodem
( ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= y
b
n
x
a
m
KyxT .19).sin.
Ve vlnovodu možno splnit podmínky pro vlnu (tm) samostatně obě vlny tak
mohou existovat nezávisle.20)
Hodnoty separačních konstant stejně jako integrační konstanty C4
musíme určit okrajových podmínek stěnách vlnovodu.21)
pro vlnu transverzálně elektrickou (TE) Pro vlnu transverzálně magnetickou (TM) pak musí
být splněna podmínka
01
=
∂
∂
n
T m
(8.,1
ππ
(8.20) postupně pro všechny stěny vlnovodu:
( )
( )
bnnyby
Cy
ammaax
Cx
πηπη
πξπξ
===
===
===
===
000sin0
000sin0
4
2
(8. vidová čísla.
Okrajové podmínky pro tečnou složku intenzity elektrického pole Etec pro
normálovou složku intenzity magnetického pole Hnorm možno upravit přímo na
podmínky pro funkci T1(x,y) Pak stěnách vlnovodu musí být splněny podmínky
01 =e
T (8..
Veličiny jsou tzv. světlovodech, možno pro
některé vidy splnit podmínky jen když současně existují obě vlny (TE TM).cos. Protože tato čísla mohou
nabývat nekonečně mnoha (celočíselných) hodnot, existuje stejný počet způsobů rozložení
pole (vidů), které splňují okrajovou podmínku .C3 závisí výkonu dodávaném zdrojem vlnovodu.
Budeme nyní postupně sledovat podmínky pro existenci základních typů vln vlnovodu.21) rovnice 679H678H(8. Tak dostaneme výraz
.sin.sin.. Protože vlnu popisuje Hertzův vektor elektrického typu
Π e
, dosadíme podmínku 678H677H(8. Takové
struktury pole pak označují jako hybridní vidy. některých situacích např.23a-d)
Dosazením těchto výsledků rovnice 680H679H(8.sin.
Konstantu nyní již snadno vyjádříme dosazením podmínek 681H680H(8.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
( ]yCyCxCxCyxT ηηξξ cos.22)
obsahující derivaci podle normály, která směřuje ven vlnovodu.24)
Zdrojová konstanta C1
