Электромагнитные поля и волны. Часть 2 (Направляющие системы СВЧ-диапазона. Регулярные волноводы. Колебательные системы СВЧ. Общая теория цепей СВЧ), страница 12

С целью получения меньшего затухания применяют СПЛ с измененной конструкцией, так называемую высокодобротную полосковую линию. (Рисунок 3.7в). В этом случае проводящую полоску между экранами выполняют в виде двух полосок, нанесенных по разные стороны тонкой диэлектрической пластины. Обе полоски имеют одинаковый потенциал. Пространство между экраном заполнено воздухом. При этом ослабление волны в диэлектрической пластине очень мало, поскольку из–за одинаковых потенциалов полосок концентрация электромагнитного поля в диэлектрике очень мала.

Рисунок 3.7

Связанные полосковые линии. Это две СПЛ или две МПЛ, имеющие одинаковую ширину полосок, общие экранирующие пластины и общее диэлектрическое заполнение. Полоски линий расположены параллельно на расстоянии S друг от друга. Это будут связанные СПЛ или МПЛ с боковой связью полосок. При возбуждении одной из полосок, благодаря электромагнитной связи между ними, часть энергии переносимой волной будет ответвляться и переносится волной вдоль другой полоски и наоборот. Это явление используется в технике СВЧ при конструировании направленных ответвителей, фильтров и других устройств. Анализ связанных СПЛ и МПЛ показал, что в них возможно существование двух независимых основных волн: четной и нечетной, соответствующих двум способам возбуждения полосок. У четной волны в произвольном сечении потенциалы полосок одинаковы по величине и по знаку, а токи текут в одном направлении (рисунок 3.8,а). У нечетной волны (рисунок 3.8,б) потенциалы одинаковы по величине, но противоположны по знаку, а токи текут в противоположных направлениях. Обе волны являются квази – Т – волнами, их характеристики расчитываются также через полную погонную емкость С₁.

Рисунок 3.8

3.6 Линии поверхностной волны

Как известно из теоретического курса электродинамики, при падении плоской Т – волны на плоскую границу раздел двух диэлектриков при определенных условиях происходит полное отражение. При этом как в первой, так и во второй средах возникает направляемая волна, распространяющаяся вдоль границы раздела. Распределение амплитуд в средах различно. В первой среде К₁>K₂ в направляемой волне по нормали к границе возникает стоячая волна, распределение амплитуд происходит по закону косинуса, во второй среде распределение амплитуд по экспоненциальному закону. В первой среде К₁ имеется множество плоскостей Х_n, на которых векторы  и  удовлетворяют условиям, аналогичным граничным условиям на поверхности идеального проводника. Если металлизировать первую от границы поверхность X_n, при этом направляемая волна сохраняется, то получим открытую направляющую систему в виде металлической плоскости, покрытой слоем диэлектрика. При этом первичная Т – волна будет отражаться от металлической поверхности и от границы раздела первого и второго диэлектрика при условии что К₁>K₂ и угол падения φ>φ_{критическое}. В такой направляющей системе (металлическая поверхность, покрытая слоем диэлектрика, втора среда – воздух) будет существовать волна типа Е или Н в зависимости от вида поляризации Т – волны. Направляемые волны  и  имеют критические частоты и будут существовать в направляющей системе, если f_раб>f_кр. В общем случае, если σ_м ∞, будут существовать гибридные волны. Свойство границы раздела направлять поток энергии сохраняется и при ее цилиндрическом искривлении, то есть одиночный провод покрытый слоем диэлектрика является волноводом, по которому можно передавать электромагнитную энергию (рисунок 3.9).

Рисунок 3.9