Bài giảng Trường điện từ: Chương 6 - Lương Hữu Tuấn

Chia sẻ: Duyen Duyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

95
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 6 Ống dẫn sóng-hộp cộng hưởng thuộc bài giảng Trường điện từ, cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: khái niệm về Ods, Ods hình chữ nhật, Ods hình trụ tròn, hệ số tắt dần trong Ods thực, hộp cộng hưởng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Trường điện từ: Chương 6 - Lương Hữu Tuấn

Tröôøng ñieän töø ª Chöông 1 : Khaùi nieäm & phtrình cô baûn cuûa TÑT ª Chöông 2 : Tröôøng ñieän tónh ª Chöông 3 : TÑT döøng ª Chöông 4 : TÑT bieán thieân ª Chöông 5 : Böùc xaï ñieän töø ª Chöông 6 : OÁng daãn soùng - Hoäp coäng höôûng 1
Chöông 6 : OÁng daãn soùng - Hoäp coäng höôûng 1. Khaùi nieäm veà ods 2. Ods hình chöõ nhaät 3. Ods hình truï troøn 4. Heä soá taét daàn trong ods thöïc 5. Hoäp coäng höôûng 2
Chöông 6 : OÁng daãn soùng - Hoäp coäng höôûng 1. Khaùi nieäm veà ods 1.1. Heä thoáng daãn truyeàn ñònh höôùng 1.2. Taàn soá tôùi haïn & Soùng ngang 3
1.1. Heä thoáng daãn truyeàn ñònh höôùng laø heä thoáng daãn truyeàn böùc xaï ñieän töø theo 1 höôùng nhaát ñònh ª Khi f taêng, toån hao (böùc xaï & nhieät) taêng theo ª Daây song haønh : daûi soùng m °toån hao böùc xaï taêng do kgian böùc xaï khoâng giôùi haïn °toån hao nhieät taêng do hieäu öùng beà maët & do toån hao ñmoâi ª Caùp ñoàng truïc : daûi soùng dm °toån hao böùc xaï khoâng ñaùng keå do kgian böùc xaï giôùi haïn °toån hao nhieät taêng ª OÁng daãn soùng : daûi soùng cm °toån hao böùc xaï khoâng ñaùng keå do kgian böùc xaï giôùi haïn °toån hao nhieät khoâng ñaùng keå do gth =  & gñm = 0 4
1.2. Taàn soá tôùi haïn & Soùng ngang ª Taàn soá tôùi haïn fth : ° Soùng lan truyeàn khoâng toån hao khi f > fth ° Taàn soá tôùi haïn tæ leä nghòch vôùi kích thöôùc cuûa ods Do ñoù ods chæ duøng ôû taàn soá cao ª Soùng ngang : Giaû söû phöông truyeàn laø phöông z Soùng ñieän töø toång quaùt laø toång cuûa : ° Soùng ñieän ngang TE : Ez = 0 , Hz  0 ° Soùng töø ngang TM : Ez  0 , Hz = 0 5
Chöông 6 : OÁng daãn soùng - Hoäp coäng höôûng 1. Khaùi nieäm veà ods 2. Ods hình chöõ nhaät Giaû söû ods coù : tieát dieän hcn, chieàu daøi raát lôùn, khoâng toån hao (gth =  & gñm = 0), bieán thieân ñieàu hoøa 2.1. Thieát laäp phöông trình & ñieàu kieän bieân 2.2. Soùng töø ngang TM 2.3. Soùng ñieän ngang TE 2.4. Tính chaát cuûa ods 6
2.1. Thieát laäp phöông trình & ñkieän bieân (1) ª Thieát laäp phöông trình Giaû söû phöông truyeàn laø phöông z. Do ods raát daøi neân soùng chæ truyeàn theo moät phöôngk   j : E  E0 ( x, y)e kz , H  H 0 ( x, y)e kz  Ez  ...  kE, Hz  ...  kH Ex  K12 (k Exz  j Hyz ) c rotH  j E Ey  K12 (k Eyz  j Hxz ) c rotE   j H H x  K12 (k Hxz  j Eyz ) c H y  K12 (k Hyz  j Exz ) c K  k        2 c 2 2 2 2 v2  2 Ez  2 Ez x 2  y 2  Kc2 Ez  0 2 H z 2 H z x 2  y 2  Kc2 H z  0 7
2.1. Thieát laäp phöông trình & ñkieän bieân (2) ª Ñieàu kieän bieân  E1t  E2t   B1n  B2 n  Et  0   Bn  0 Ez ( x,0, z )  0 8
2.2. Soùng töø ngang TM (1)  2 Ez  2 Ez Hz  0 : x 2  y 2  Kc2 Ez  0  kz Ez  X ( x).Y ( y).e (s.v.) Ye kz ddxX2  Xe kz ddyY2  Kc2 XYe kz  0 2 2 1 d2X X dx2  1 d 2Y Y dy 2  K c 0 2    2  X  A sin( Mx   ) 1 d X 2  X dx2 M  1 d 2Y   N  Y  B sin( Ny  ) 2   Y dy 2 Kc2  M 2  N 2 Ez  C sin(Mx   )sin( Ny  )e kz  Ez ( x  0)  0   0    0  Ez ( y  0)  0     Ez ( x  a )  0  Ma  m  Ez ( y  b)  0  Nb  n 9
2.2. Soùng töø ngang TM (2) Ez  C sin ma x sin nb y e kz Ex  K12 (k Exz  j Hyz )  K k2 Ez x c c   Ez Ey  K12 (k yz  j xz )  K k2 E H y c c j Ez H x  K12 (k Hxz  j Eyz )  Kc2 y c  j Ez H y  K12 (k Hyz  j Exz )  Kc2 x c 10
2.2. Soùng töø ngang TM (3) Ex   KCk2 m a cos ma x sin nb y e kz c Ey   Ck n Kc2 b sin ma x cos nb y e kz Ez  C sin m x a sin nb y e kz H x   ZTM 1 Ey Hy  1 ZTM Ex Hz  0  mn ZTM  k j   Kc2  mn  v2  ( ma )2  ( nb )2 2 2  mn  ( v)2  (m a)2  (n b)2 ª Nhaän xeùt : ° voâ soá kieåu soùng TMmn : TM11, TM12, TM32 … ° khoâng toàn taïi TMmn öùng vôùi m = 0 hay n = 0 11
2.3. Soùng ñieän ngang TE Hx  Ck Kc2 m a sin ma x cos nb y e kz Hy  Ck Kc2 n b cos ma x sin nb y e kz H z  C cos ma x cos nb y e kz Ex  ZTE H y E y  ZTE H x Ez  0 j  ZTE  k    mn  mn  ( v)2  (m a)2  (n b)2 ª Nhaän xeùt : ° voâ soá kieåu soùng TEmn : TE01, TE12 … ° TEmn öùng vôùi m = 0 vaø n = 0 khoâng lan truyeàn 12
2.4. Tính chaát cuûa ods 1. Taàn soá tôùi haïn : Lan truyeàn khoâng toån  k   j  mn thuaàn hao aûo ...   th   v (m a)2  (n b)2 f  fth  21 th ,   th  v fth 2. Vaän toác pha trong ods : vmn    mn  v 1  ( fth f )2  v 3. Böôùc soùng trong ods : mn  2  mn   1  ( th )2   4. Phaân boá ñöôøng söùc : ñsöùc ñieän & töø laëp laïi nhöng ñaûo chieàu - sau 1 khoaûng a/m doïc theo truïc x - sau 1 khoaûng b/n doïc theo truïc y 13 - sau 1 khoaûng lmn/2 doïc theo truïc z
Chöông 6 : OÁng daãn soùng - Hoäp coäng höôûng 1. Khaùi nieäm veà ods 2. Ods hình chöõ nhaät 3. Ods hình truï troøn 4. Heä soá taét daàn trong ods thöïc 4.1. Thieát laäp coâng thöùc 4.2. Heä soá taét daàn trong ods thöïc hcn (töï ñoïc) 4.3. Heä soá taét daàn trong ods thöïc htt (töï ñoïc) 14
4.1. Thieát laäp coâng thöùc Thöïc teá, gth <  vaø gñm  0 : bieân ñoä giaûm theo qui luaät e -az E  E0 ( x, y)e z e j  z , H  H 0 ( x, y)e z e j  z  d P P  12  Re{E  H *}z dS  ... ddzP  2 P    dz Sng 2 P iz Et  ZH z , Ez  ZHt , Z    45o   12  Re{E  H *}n dS  ...  12   d P dz 2 H tt2 dl Sth 0 Cng   H tt2 dl (Np/m)  1 Cng 2  2 Re{E  H *}z dS Sng 15
Chöông 6 : OÁng daãn soùng - Hoäp coäng höôûng 1. Khaùi nieäm veà ods 2. Ods hình chöõ nhaät 3. Ods hình truï troøn 4. Heä soá taét daàn trong ods thöïc 5. Hoäp coäng höôûng 5.1. Khaùi nieäm 5.2. Hch hình chöõ nhaät khoâng toån hao 16
5.1. Khaùi nieäm HCH laø hoäp kim loaïi daãn ñieän toát, beân trong laø ñieän moâi toát. ª Hai thoâng soá quan troïng cuûa heä thoáng coäng höôûng : ° taàn soá coäng höôûng ° ñoä phaåm chaát Q W Q  2 Wd ª Khaùc vôùi maïch RLC : ° TÑ & TT lieân heä chaët cheõ vôùi nhau ° Qhch >> QRLC 17
5.2. Hch hình chöõ nhaät khoâng toån hao Hoäp coäng höôûng coù gth =  & gñm = 0 Söû duïng caùc coâng thöùc cuûa ods baèng caùch xeùt ñoàng thôøi soùng thuaän & nghòch gaây ra treân caùc maët z = 0 & z = c ª Soùng TEmnp ª Soùng TMmnp ª Nhaän xeùt 18
ª Soùng TEmnp Ex  jK2 nb cos ma x sin nb y (C1e j mn z  C2e j mn z ) c Ex ( x, y,0)  Ex ( x, y, c)  0 p ...  mn  c  ( v )2  ( ma )2  ( nb ) 2 H x   KA2 pc ma sin ma x cos nb y cos pc z c H y   K 2 c b cos ma x sin nb y cos pc z A p n c H z  A cos ma x cos nb y sin pc z ... Ex  KA2 j nb cos ma x sin nb y sin pc z c Ey   KA2 j ma sin ma x cos nb y sin pc z c Ez  0 Ñieàu kieän : °m, n khoâng ñoàng thôøi baèng 0 °p khaùc 0 19
ª Soùng TMmnp Ex   KA2 pc ma cos ma x sin nb y sin pc z c Ey   K 2 c b sin ma x cos nb y sin pc z A p n c Ez  A sin ma x sin nb y cos pc z H x  KA2 j nb sin ma x cos nb y cos pc z c H y   KA2 j ma cos ma x sin nb y cos pc z c Hz  0 Ñieàu kieän : °m, n khaùc 0 20