Строгое решение задачи о характере влияния неоднородности на поле волновода выполняется методами электродинамики и требует решения уравнений Максвелла для возмущённой области регулярного волновода с учётом определённых граничных условий и с учётом того, что вблизи неоднородности электромагнитное поле является суперпозицией поля основной волны Н10 и полей бесконечного числа высших (быстро затухающих) типов волн.
В зависимости от размеров и положения диафрагмы или штыря в волноводе они оказывают различное воздействие на электромагнитное поле основной волны.
Диафрагма представляет собой тонкую металлическую пластинку, перекрывающую часть поперечного сечения линии передачи, причём толщина пластинки много меньше длины волны в линии, хотя значительно превышает глубину проникновения поля в металл. В основном применяются диафрагмы: ёмкостная, индуктивная и резонансная.
Диафрагма, оказывающая преимущественное влияние на электрическую составляющую электромагнитного поля, называется ёмкостной. Диафрагма, оказывающая преимущественное воздействие на магнитную составляющую электромагнитного поля, называется индуктивной. Резонансная диафрагма представляет собой совокупность ёмкостной и индуктивной диафрагм.
Ёмкостная диафрагма вызывает концентрацию электрического поля в месте её включения, а, следовательно, и токов смещения в этом месте, что эквивалентно включению в волновод дополнительной ёмкостной шунтирующей проводимости +jB.
Индуктивная диафрагма изменяет распределение магнитного поля, что эквивалентно включению в волновод эквивалентной шунтирующей индуктивной проводимости –jB.
Объединение ёмкостной и индуктивной диафрагм в одном сечении волновода эквивалентно параллельному включению ёмкости и индуктивности одновременно. Такая диафрагма представляет собой колебательный контур в волноводе.
На частоте резонанса входное сопротивление параллельного контура бесконечно велико, он не шунтирует линию передачи и не препятствует прохождению энергии от генератора к нагрузке. На частотах далёких от резонанса входное сопротивление контура резко падает, шунтируя полезную нагрузку, что увеличивает КСТU в линии передачи и уменьшает тем самым мощность, поглощаемую нагрузкой.
Следовательно, резонансная диафрагма действует как полосно-пропускающий фильтр. Резонансная частота может быть найдена из условия равенства волновых сопротивлений основного волновода и диафрагмы
,
(1)
где 
и 
– размеры диафрагмы; а и b – размеры
волновода.
Из (1)
. (2)
Резонансные диафрагмы применяются во многих устройствах СВЧ, в частности, в резонансных разрядниках, полосовых фильтрах, элементах связи электровакуумных приборов.
Во многих устройствах
СВЧ, например в фильтрах, используется ещё одна разновидность колебательных
систем, а именно колебательный контур из двух одинаковых сосредоточенных
реактивных неоднородностей (индуктивных и ёмкостных диафрагм), расположенных на
расстоянии 
друг от друга.
В этом случае
бесконечный по длине волновод, в который включены две диафрагмы, эквивалентен
линии, нагруженной на согласованную нагрузку 
и
содержащей две реактивные неоднородности jB (B ¹ 0) рис. 1.
Входная проводимость в сечении В
.
(3)
Рис.1. Колебательный контур в волноводе, образованный двумя разнесенными
диафрагмами (а) и его эквивалентная схема (б).
Входная
проводимость, при рассмотрении 
как нагрузки, в сечении
А
,
(4)
где 
–
входная проводимость в сечении А, обусловленная диафрагмой, размещённой в
сечении В.
Полная
проводимость в сечении А включает в себя также и проводимость диафрагмы,
включённой в сечении А, то есть равна 
.
Условие резонанса
.
(5)
Из этого условия получаем, что
,
(6)
где 
–
нормированное значение проводимости диафрагмы на резонансной частоте; 
– длина волны в волноводе.
Из (6)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.