Токи на стенках круглого волновода

Плотность токов на стенках круглого волновода jSm в соответствии с граничным условием определяется формулой.

. (14).

Из предыдущих формул следует, что при распространении по волноводу основной волны Н11 на его стенках текут и поперечные, и продольные токи (рис.22), а волна Н01 возбуждает только поперечные токи (рис.23), В случае волны E01, текут только продольные токи, равномерно распределенные по периметру волновода.

Передача энергии по круглому волноводу

Основной волной круглого волновода является волна Н11, а первым высшим типом — E01. Поэтому в соответствии с данными табл.10.1 и 10.2 условие одноволновости имеет вид 2,61а< л <3,41а, откуда л/3,41 < a <�л/2,61. (15).

Мощность, переносимая волной по круглому волноводу (мощность бегущей волны), рассчитывается по известной формуле. Вычисляя входящие в эту формулу интегралы, для волны Н11 получаем:

Где — длина волны Н11 в волноводе.

Коэффициент ослабления бМ, соответствующий волне Н11, вычисляется по формуле.

(16).

Формулы для коэффициента ослабления бМ, соответствующие другим типам волн, могут быть получены из этой формулы, График, характеризующий зависимость коэффициента ослабления от частоты для волны Н01 в круглом волноводе, имеет существенное отличие от графиков для волн Н11 и Е01. У этих волн коэффициент бМ неограниченно возрастает при и. Указанные особенности поведения бМ объясняются так же, как в случае прямоугольного волновода. Поведение коэффициента ослабления волны Н01 в круглом волноводе при увеличении частоты имеет иной характер, а именно коэффициент бМ для этой волны монотонно убывает с ростом частоты. Эта особенность объясняется тем, что у волны Н01 в круглом волноводе вектор плотности поверхностного тока проводимости не имеет продольной составляющей (jSmz = 0). Отличная от нуля составляющая jSmц возбуждается продольной составляющей напряженности магнитного поля Hmz (a, ц, z). При повышении частоты в волноводе с фиксированными размерами поперечного сечения структура поля любой волны приближается к структуре поля TEM-волны, у которой Зz = 0. Следовательно, у волны Н01 при повышении частоты Нтz > О и одновременно стремится к нулю плотность поперечных токов проводимости. Но это означает, что потери должны непрерывно уменьшаться. Как показывает численный расчет, потери в круглом волноводе на волне Н01 меньше потерь в волноводе того же радиуса на волне Н11, если только а/л>2, а существенный выигрыш достигается при а/л?3,…4.