›
›

Bài giảng Trường điện từ - Chương 7: Ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng

Download
Ch 7: Ống dẫn sóng và hộp  
cộng hưởng  
EM - Ch7  
1
Nội dung chương 7:  
7.1 Giới thiệu ống dẫn sóng.  
7.2 Ống dẫn sóng hai bản song song.  
7.3 Ống dẫn sóng hình chữ nhật.  
7.4 Hệ số tắt dần trong ống dẫn sóng thực.  
7.5 Hộp cộng hưởng.  
7.6 Ống dẫn sóng quang (optical waveguide).  
EM - Ch7  
2
7.1 Giới thiệu ống dẫn sóng:  
Hai dây dẫn  
Đường dây:  
f < fcut  
Sóng TEM  
Không gian bên trong vật dẫn  
f > fcut  
Ống dẫn sóng (ods):  
Sóng TE và TM  
a) Ods 2 bản song song  
b) Ods hình chữ nhật  
c) Ods hình trụ tròn  
EM - Ch7  
3
Ods 2 bản song song :  
cross  
section  
dielectric  
conductors  
conductor  
dielectric  
EM - Ch7  
4
Ods hình chữ nhật:  
rectangular  
waveguides  
cross  
section  
EM - Ch7  
5
Ods hình trụ tròn (cáp quang):  
EM - Ch7  
6
7.2: Ống dẫn sóng 2 bản song song:  
a
Xét ods tạo thành từ 2 bản dẫn tốt đặt cách nhau một khoảng  
là a, giữa là điện môi lý tưởng.  
Chúng ta đã khảo sát cấu trúc này ở lý thuyết đường dây.  
Nhưng nguyên lý làm việc hoàn toàn khác. Các bản dẫn không  
tham gia dẫn dòng nên loại bỏ được hiệu ứng bề mặt.  
EM - Ch7  
7
a) Nguyên lý làm việc của ods 2 bản ssong:  
x
Sóng phản xạ Af  
Thành ống (= )  
x = a  
Sóng tới Ai  
x = 0  
r  
z
(= 0, , )  
EM - Ch7  
8
b) Các kiểu sóng:  
x
Sóng Af  
x = a  
Sóng Ai  
z
x = 0  
H
E
H
E
E
E
H Hyy  
H Hxx zz  
EE wave  
HM wave  
EM - Ch7  
9
c) Kiểu sóng TM:  
E
H).eγz  
Giả sử TĐT điều hòa,  
dạng phức :  
Hệ phương trình Maxwell :  
ax ay az  
γHy x
rot H  /x 0 /z j E  
Hy  
0 H
jEz
x  
rotE  
E
Ex Ez j Hy (3)  
x  
EM - Ch7  
10  
Phương trình của thành phần Ez :  
E
x j  
Ex y  
( j)Hy 0  
j  
2E
(γ2)E
(γ jZ )  
x
2  
2E
Kc
x2  
(KC2 2 γ2 2 Z2 )  
EM - Ch7  
11  
Các thành phần khác:  
E
2  
γ E
KC2 x  
  (γ   
x  
)Ex  
Ex    
γ
Z  
  
Ex y  
j  
Hy
(TM )  
TM  
EM - Ch7  
12  
Kiểu sóng TMm :  
m  
   
EZ Csin x .eγZ  
m = 0, 1, 2, 3 …  
( chỉ số kiểu sóng)  
   
a
   
(Khi m = 0 : sóng TEM )  
2
γ E
m  
   
K2   
Hy
Ex    
KC2 x  
   
C
TM  
a
   
2
2
Z  
v
m  
γ jβZ  
     
(TM )  
Z   
     
a
     
  
EM - Ch7  
13  
d) Kiểu sóng TEm :  
2H
Kc
x2  
m = 1, 2, 3 …  
(chỉ số kiểu sóng)  
m  
   
HZ Ccos x .eγZ  
   
a
(Khi m = 0 : Hx & Ey = 0)  
   
γ H
KC2 x  
Ey TEx  
Hx    
  
(TE )  
Z  
EM - Ch7  
14  
e) Kết luận:  
v m  
v 2a  
i. Tần số tới hạn (fth):  
f . fth  
  th  
2
a  
f
m  
2
2
m  
     
β 1(fth / f)2  
ii. Hệ số pha:  
Z   
     
v
a
     
2
2
2
Nếu f < f :  
γ (m/ a)   0  
th  
2
2
m  
v
     
Lưu ý !!!  
Z   
     
a
     
EM - Ch7  
15  
iii.Vận tốc pha trong ods:  
vm    
Z  
v
v  
2
f
   
th  
1  
   
f
   
Nhận xét:  
a) Vận tốc pha trong ods luôn lớn hơn vận tốc truyền sóng trong  
không gian tự do .  
b) Khi truyền tín hiệu, TĐT biến thiên sẽ bị điều chế để mang  
theo thông tin. Lúc này, vận tốc của nhóm sóng (vận tốc của  
các mặt phẳng vuông góc với trục z) là cần thiết:  
Và ta chứng minh được:  
waveguide  
v
vmn  
vg(mn).vmn v2  
z
vg(mn)  
wavefront  
EM - Ch7  
16  
2  
Z  
iv. Bước sóng:  
v. Trở sóng:  
m    
1(fth /f)2  
TE  
1(fth /f)2  
TM 1(fth /f)2  
EM - Ch7  
17  
vi. Góc của sóng tới:  
x
x = a  
Sóng phản xạ Af  
r  
i  
z
x = 0  
m  
Sóng tới Ai  
2
f
λ
cosθi   1  
λm  
   
th  
Góc của sóng tới:  
   
f
   
θr 90o θi  
Góc của sóng phản xạ:  
EM - Ch7  
18  
7.3 Ống dẫn sóng hình chữ nhật:  
EM - Ch7  
19  
7.3.1 Mô hình ods hình chữ nhật:  
thành ống =   
điện môi = 0  
Ods hình chữ nhật không tổn hao lý tưởng  
EM - Ch7  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 88 trang myanh 25140 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Trường điện từ - Chương 7: Ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_truong_dien_tu_chuong_7_ong_dan_song_va_hop_cong_h.pdf
  • pdfFormular_Fulltime.pdf