Замедляющие структуры

Сентябрь 4, 2022

Главная
Физика
Замедляющие структуры

Содержание

2. Основные расчетные формулы: 1. Коэффициент замедления: , (7.1) где vф – фазовая скорость замедленной волны; –
3. где d – глубина канавок замедляющей гребенчатой структуры. 4. Структура поля вдоль гребенчатой замедляющей структуры (7.4)
4. 5. Условие однородности замедляющей структуры , (7.6) где L – период замедляющей структуры (для спиральной структуры
5. Примеры решения типовых задач: 1. Показать, почему замедляющая структура может применяться в качестве волновода поверхностных волн?
6. Рисунок 7.1 Среднее значение вектора Пойнтинга за период равно . На основании соотношений (7.4) и (7.5)
7. Определим мощность волн в сечении при x, равном единице длины: . При получим Таким образом, в
8. . Следовательно, . Таким образом, при отличии коэффициента замедления всего на 0,09 от единицы основная часть
9. 2. Над замедляющей структурой возбуждается поверхностная волна с коэффициентом замедления vз=4. На каком расстоянии от замедляющей
10. Следовательно, , или окончательно . Тогда можем записать , , м.
11. 3. Рассчитать геометрические размеры канавок однородной гребенчатой структуры в волноводно-щелевой антенной решетке для замедления фазовой скорости
12. Глубину канавок найдем из выражения (7.3) . Так как система однородная, то на основании (7.6) будет
13. 4. Рассчитать геометрические размеры спирали лампы бегущей волны усилителя высокой частоты, в которой длина замедленной волны
15. Скачать презентацию

Слайд 2

Основные расчетные формулы:
1. Коэффициент замедления:
, (7.1)
где vф – фазовая скорость

замедленной волны; – длина замедленной волны.
2. Коэффициент замедления спиральной структуры; (7.2)
где а и L – соответственно радиус и шаг спирали спиральной замедляющей структуры.
3. Коэффициент замедления гребенчатой структуры
, (7.3)

Слайд 3

где d – глубина канавок замедляющей гребенчатой структуры.
4. Структура поля вдоль

гребенчатой замедляющей структуры
(7.4)
(7.5)
где Em и Hm – амплитуды электрического и магнитного полей; – поперечное волновое число в воздухе, характеризующее затухание волны по мере удаления от поверхности замедляющей структуры;
– продольное волновое число, характеризующее изменение фазы волны при ее распространении вдоль замедляющей структуры; z и y – координаты, характеризующие изменение поля, соответственно, вдоль и поперек (от поверхности) замедляющей структуры.

Слайд 4

5. Условие однородности замедляющей структуры
, (7.6)
где L – период замедляющей структуры

(для спиральной структуры – шаг спирали).

Слайд 5

Примеры решения типовых задач:
1. Показать, почему замедляющая структура может применяться в

качестве волновода поверхностных волн?
Решение
Если основная часть электромагнитной энергии концентрируется в непосредственной близости от поверхности замедляющей структуры, она может быть применена в качестве волновода поверхностных волн. Оказывается, что даже при небольшом отличии vзот 1, явление это ярко выражено. Покажем это.
Пусть электромагнитное поле движется вдоль оси z (рисунок 7.1)

Слайд 6

Рисунок 7.1
Среднее значение вектора Пойнтинга за период равно
.
На основании соотношений (7.4)

и (7.5) справедливо, что

Слайд 7

Определим мощность волн в сечении при x, равном единице длины:
.
При получим

Таким образом, в конечном, прилегающем к поверхности замедляющей структуры слое концентрируется часть энергии
.
Или с учетом, что ,
Определим теперь v3 в предположении, что 90% мощности находится в слое

Слайд 8

.
Следовательно, .
Таким образом, при отличии коэффициента замедления всего на 0,09 от

единицы основная часть (90%) электромагнитной энергии движется близко над замедляющей системой, что позволяет применить замедляющую систему в качестве линии передачи. Такие линии передачи (однопроводные) широко применяют в радиорелейных станциях связи.

Слайд 9

2. Над замедляющей структурой возбуждается поверхностная волна с коэффициентом замедления vз=4.

На каком расстоянии от замедляющей структуры напряженность поля уменьшится в e раз? Длина волны генератора см.
Решение
Согласно (7.4) известно, что продольная составляющая электрического поля убывает экспоненциально при удалении от поверхности y=0
.
Отношение амплитуд на поверхности замедляющей структуры и на расстоянии " y" по условию задачи равно е, тогда
.

Слайд 10

Следовательно,
, или окончательно . Тогда можем записать
, ,
м.

Слайд 11

3. Рассчитать геометрические размеры канавок однородной гребенчатой структуры в волноводно-щелевой антенной

решетке для замедления фазовой скорости с коэффициентом замедления vз=7, если длина волны генератора см.
Решение
На рисунке 7.2 изображен продольный разрез замедляющей системы
Рисунок 7.2

Слайд 12

Глубину канавок найдем из выражения (7.3)
.
Так как система однородная, то на

основании (7.6) будет справедливо
.
Выбираем L=2 мм.
Толщина зуба структуры s выбирается очень малой и обычно может быть определена из условий механической прочности и хорошего теплорассеяния.

Слайд 13

4. Рассчитать геометрические размеры спирали лампы бегущей волны усилителя высокой частоты,

в которой длина замедленной волны равна 0,08 м, а диаметр –1,5 см. Длина волны генератора м.
Решение
Шаг спирали определим из выражения (7.2)
.
На основании соотношения (7.1) справедливо, что
см.

Замедляющие структуры

Содержание

Основные расчетные формулы: 1. Коэффициент замедления:, (7.1)где vф – фазовая скорость

где d – глубина канавок замедляющей гребенчатой структуры. 4. Структура поля вдоль

5. Условие однородности замедляющей структуры, (7.6)где L – период замедляющей структуры

Примеры решения типовых задач: 1. Показать, почему замедляющая структура может применяться в

Рисунок 7.1Среднее значение вектора Пойнтинга за период равно. На основании соотношений (7.4)

Определим мощность волн в сечении при x, равном единице длины:. При получим

. Следовательно, . Таким образом, при отличии коэффициента замедления всего на 0,09 от