З урахуванням сказаного, множники в круглих дужках виразів (2.2.1) за формулами Ейлера перепишуться так:
Таким чином вирази (2.2.1) матимуть вигляд;
(2.2.2)
Визначимося з повздовжним хвильовим числом , а для цього скористаємось тим, що,
наприклад,
при
(задня
поперечна стінка резонатора), тобто:
.
Ця рівність має бути справедливою для усіх координат та
на
вибраній стінці резонатора. Звідки:
(2.2.3)
де р=0,1,2,3...
Підставивши (2.2.3) в (2.2.2), отримаємо остаточні
вирази для комплексних амплітуд складових векторів поля коливання типу у прямокутному резонаторі:
(2.2.4)
Третій індекс р, аналогічно до індексів та
,
вказують на кількість на півхвиль, які розміщуються на довжині резонатора
.
З виразів (2.2.4) видно, що вздовж резонатора, так
само як і у поперечних напрямках, установлюється стійна хвиля. Третій індекс р
може дорівнювати нулю, і при цьому у резонаторі будуть коливання типу зі складовими
Так само як і у прямокутному
хвилеводі, індекси
та
дорівнювати
нулю не можуть, тобто коливання типу
та
- не можливі.
Знайдемо вирази для резонансної частоти (довжини
хвилі) об’ємного резонатора з коливаннями типу.
Згадаємо, що вираз для сталої поширення , на резонансній частоті буде таким:
Звідки:
З урахуванням того, що ,
виразів (1.7.8), (1.7.9) та (2.2.3) формула для
перепишеться
так:
,
(2.2.5)
де - параметри середовища, яким
заповнений резонатор,
м/с –
швидкість світла у вакуумі.
При заповненні об’ємного резонатора сухим повітрям:
(2.2.6)
Відповідно, резонансна довжина хвилі у об’ємному резонаторі дорівнюватиме:
(2.2.7)
Або при заповнені сухим повітрям:
(2.2.8)
2.2.2 КОЛИВАННЯ Н- типу
Складові поля падаючої хвилі типу представлені виразом ( 1.7.16). Для
зручності подальшого аналізу перепишемо його :
,
,
,
,
,
.
Для відбитої хвилі, замінивши скрізь , будемо мати:
,
,
,
,
,
.
У результаті інтерференції утвориться коливання у резонаторі, складові поля якого будуть дорівнювати:
(2.2.9)
звідки .
Поклавши вирази для
складових поля у резонаторі, з урахуванням формул Ейлера, перепишуться таким
чином:
(2.2.10)
Ця сама складова поля у
резонаторі, будучи тангенціальною (дотичною) до задньої поперечної стінки (
, дорівнює нулю:
,
звідки
( 2.2.11)
З урахуванням ( 2.2.11) вираз (2.2.10) перепишемо так:
(
2.2.12)
З виразів (2.2.12) видно, що третій індекс у
коливаннях типу не може дорівнювати нулю (
коливання типу
не можливе), бо зникають
усі ще й поперечні складові електричного поля.
Резонансна частота ,
та резонансна довжина хвилі можуть бути визначеними за формулами (2.2.5) та
(2.2.8) відповідно, оскільки вирази для
залишаються
такими самими як і у випадку коливань типу
.
2.3 ЦИЛІНДРИЧНИЙ КРУГЛИЙ ОБ’ЄМНИЙ РЕЗОНАТОР
Циліндричний круглий об’ємний резонатор представляє собою відрізок циліндричного круглого хвилеводу, закритого з обох торців провідними стінками (рис.2.3.1).
Рисунок 2.3.1
Тобто мова йде про закритий об’єм, обмежений повною
поверхньою круглого циліндра з радіусом основи а та довжиною l, розміщений
у циліндричній системі координат .
2.3.1 КОЛИВАННЯ Е- типу
Будемо вважати основною задачою цього підрозділу
визначення виразів для складових поля коливань типу .
За аналогією з попередніми випадками вважатимемо, що вздовж осі
поширюється падаюча хвиля типу
зі складовими поля (див. випадок
хвилі Е –типу у циліндричному хвилеводі):
,
,
,
,
,
.
Вирази для відповідних складових відбитої хвилі будуть такими:
.
В об’ємному резонаторі:
(2.3.1)
При складова
а отже:
Тоді вирази (2.3.1), з урахуванням формул Ейлера, можна переписати таким чином:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.