Ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng pot

1 1 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 1. Khái niệm chung vềống dẫn sóng -Tuy nhiên chỉcó1 phần năng lượng rất nhỏđến máy thu, nghóa làhệthống anten dùcóđộđònh hướng cao, hiệu suất truyền năng lượng vẫn rất thấp. -Trong kỹ thuật người ta dùng các hệthống truyền dẫn đònh hướng đểnâng cao hiệu suất truyền tải năng lượng điện từ, ởdải sóng mét, người ta dùng đường dây 2 dây đểtruyền dẫn năng lượng điện từtừnguồn đến anten hoặc từanten đến máy thu. -Một phần năng lượng bò tổn hao do nhiệt vàbức xạởđây. Sựtổn hao này tăng khi tần sốtăng. Cáp đồng trục được dùng cho dải sóng decimet thay cho đường dây 2 dây. -Trường điện từbức xạbởi anten ởmiền xa cóđặc tính sóng cầu. Nhờcách bốtrívàcấu trúc anten thích hợp cóthểtăng độđònh hướng của hệthống anten đểnăng lượng bức xạtập trung vào một hướng xác đònh. 2 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 1. Khái niệm chung vềống dẫn sóng Ởđây sóng điện từtruyền trong không gian giữa lõi vàvỏcáp, vì vậy loại trừtổn hao năng lượng do bức xạ, tuy nhiên tổn hao vẫn tăng khi tần sốtăng trước hếvìsựtăng của điện trởdo hiệu ứng bềmặt, sau nữa do sựlàm nóng chất cách điện giữa lõi vàvỏcáp tăng. -Đối với dải sóng centimet, đểtruyền năng lượng điện từcóthể dùng ống dẫn sóng, làống rỗng cóthành ống bằng kim loại dẫn điện tốt. Sóng điện từtruyền dọc ống dẫn sóng, bằng sựphản xạnhiều lần ởnhững điểm bên trong thành ống, cóthểcoi nhưkhông bò tổn hao vìbức xạ. Sựtổn hao do nhiệt so với cáp cũng bévìống dẫn sóng không có lõi dây dẫn ởgiữa ống. Do cấu trúc đơn giản, tổn hao năng ;ượng bé, ống dẫn sóng được áp dụng rộng rãi trong các thiết bò siêu cao tần. 2 3 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 1. Khái niệm chung vềống dẫn sóng Đểsóng điện từtrong ống dẫn sóng không bò suy giảm đáng kểsau nhiều lần phản xạvàgiao thoa tần sốsóng phải lớn hơn 1 giới hạn nào đógọi làtần sốtới hạn. Tiết diện của ống dẫn sóng càng bé tần sốgiới hạn càng cao. Do đóđểkích thước ống dẫn sóng không quálớn, tần sốsóng truyền trong ống dẫn sóng phải lớn thường không thấp hơn 10 9 Hz. -Sau đây chúng ta khảo sát quátrình sóng trong ống dẫn sóng tiết diện chữ nhật (ống dẫn sóng nhật) vàtiết diện tròn (ống dẫn sóng trụtròn). -Giảsửống dẫn sóng rất dài so với tiết diện, sóng điện từtruyền trong ống dẫn sóng không cóphản xạ, sóng điện từlàbiến thiên điều hòa tần số. Cũng giảsửống dẫn sóng không tổn hao, thành ống làvật dẫn lýtưởng (độdẫn điện vàđiện môi bên trong lýtưởng (độdẫn điện bằng 0). Khi đóbiên độhình chiếu của các vectơ trường không thay đổi theo hướng của trục z ống dẫn sóng. ω ) ∞ = γ 4 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 1. Khái niệm chung vềống dẫn sóng -Biên độphức của các vectơ trường códạng: (ống dẫn sóng chữ nhật) trong đóhệsốtruyền K phải thuần ảo. -Đểxác đònh ta giải hệphương trình Maxwell dạng phức:      = = − − Kz Kz e)y,x(HH e)y,x(EE 0 0         (ống dẫn sóng trụtròn)      Φ= Φ= − − Kz Kz e),r(HH e),r(EE 0 0         HvàE     EiHrot     ωε= HiErot     ωµ−= vàáp dụng điều kiện biên trên bềmặt vật dẫn lýtưởng tại bềmặt của thành ống dẫn sóng. -Chúýrằng: HKeHK z H ,EKeEK z E KzKz             −=−= ∂ ∂ −=−= ∂ ∂ −− 00 3 5 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật -Đặt các trục tọa độĐềcác theo các cạnh của ống dẫn sóng như hình ởdưới. Khai triển các phương trình của ta được: x y z O a b HvàE     xy z EiHK y H   ωε=+ ∂ ∂ y z x Ei x H HK    ωε= ∂ ∂ −− z x y Ei y H x H    ωε= ∂ ∂ − ∂ ∂ xy z HiEK y E   ωµ−=+ ∂ ∂ y z x Hi x E EK    ωµ−= ∂ ∂ −− z x y Hi y E x E    ωµ−= ∂ ∂ − ∂ ∂ 6 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật -Thay các biểu thức của vào các biểu thức của ta sẽ biểu diễn được các thành phần theo nhưsau: yx H , H  yyxx H , E , H , E                 ∂ ∂ − ∂ ∂ ωε−=         ∂ ∂ − ∂ ∂ ωε=                ∂ ∂ ωµ+ ∂ ∂ −=         ∂ ∂ ωµ− ∂ ∂ −= y H K x E i k H x H K y E i k H , x H i y E K k E y H i x E K k E zz c y zz c x zz c y zz c x         2 2 2 2 1 1 1 1 yx E , E  zz H và E         =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ ⇒ 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 zc zz zc zz Hk y H x H Ek y E x E     -Nhưvậy cóthểxác đònh độc lập với nhau, từđóta cóthể xác đònh được các thành phần hình chiếu khác của zz H và E  .HvàE     εµω+= 222 K k c trong đó 4 7 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật -Từcác phương trình trên ta thấy rằng trường điện từtrong ống dẫn sóng trong trường hợp tổng quát làtổng của 2 trường độc lập: + Trường cóthành phần dọc gọi làtrường điện ngang TE hay sóng điện ngang TE (còn gọi làsóng từ). + Trường cóthành phần dọc gọi làtrường từngang TM hay sóng từngang TM (còn gọi làsóng điện). 00 ≠= zz H , E 00 =≠ zz H , E Trong ống dẫn sóng không tồn tại loại sóng điện từngang TEM (loại sóng màvuông góc với phương truyền sóng tức ). H , E zz 00 == H,E     a. Sóng từngang TM trong ống dẫn sóng chữ nhật -Sóng từngang TM cóH z = 0, còn xác đònh từphương trình: 0 2 2 2 2 2 =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ zc zz Ek y E x E   códạng Dùng phương pháp phân ly biến số, ta tìm nghiệm dưới dạng: . e ) y , x ( E E Kz zoz − =  z E  z E  z E  Kz z e ) y ( Y ) x ( X E − =  8 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật -Thay vào phương trình của ta được: 0 11 2 2 2 2 2 =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ c k y ) y ( Y Yx ) x ( X X z E  -Phương trình này sẽ luôn thỏa mãn nếu:        −= ∂ ∂ −= ∂ ∂ 2 2 2 2 2 2 1 1 N y )y(Y Y M x )x(X X với M, N làhằng sốthỏa: εµω+==+ 22222 K k N M c -Các phương trình này cónghiệm:    ψ+= ψ+= )Nysin(B)y(Y ) Mx sin( A ) x ( X 2 1 Từđósuy ra: Kz z e ) Ny sin( ) Mx sin( C E − ψ+ψ+= 21  với C = AB làhằng sốphức. -Đểxác đònh các hằng sốM, N, ta dùng điều kiện biên về thành phần tiếp tuyến của trên bềmặt thành ống dẫn sóng bằng 0. 21 ψψ , E  5 9 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật thay vào nghiệm ta rút ra được: 0 1 1 2 2 = = =       π       π =       π       ππ− =       π       ππ− = − − − z x TM y y TM x Kz z Kz c y Kz c x H E Z H E Z H ey b n sinx a m sinCE ey b n cosx a m sin b n . k K CE ey b n sinx a m cos a m . k K CE       z E  b y , y , a x , x tại E z ===== 000  ,,,mvới a m M, 3210 1 = π ==ψ ,,nvới b n N, 3210 2 = π ==ψ -Từđóta được biểu thức nghiệm của nhưsau: yxz E , E và E  trong đó: ωε β ±= ωε = == εµ =       π −       π −       ω =β β±=       π +       π = mn TM mn mn c i K Z , ,,n, ;,,m,v b n a m v iK b n a m k 321321 1 222 22 2 10 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật trong đódấu + ứng với sóng truyền theo chiều dương trục z còn dấu -ứng với sóng truyền theo chiều âm trục z. -Ta thấy trong ống dẫn sóng cóthểtruyền đi vô sốkiểu sóng từ ngang TM mn nhưTM 11 , TM 12 , TM 21 , TM 22 , TM 23 , TM 32 , TM 33 … -Không tồn tại các kiểu sóng từngang TM 00 , TM 01 , TM 10 vìvới m= 0, n= 0 thì .HvàE 00 ==   -Sóng từngang TM 11 truyền theo chiều dương trục z có: ωε β =       π −       π −       ω =β       π +       π =⇒== 11 222 11 22 2 1 TM c Z bav ba knm 6 11 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật -Sóng từngang TM 11 truyền theo chiều dương trục z có: 0 1 1 11 11 11 22 11 22 11 = = =       π       π =       π       ππ       π +       π β− =       π       ππ       π +       π β− = β− β− β− z x TM y y TM x zi z zi y zi x H E Z H E Z H e b y sin a x sin.CE e b y cos a x sin. b . ba i .CE e b y sin a x cos a . ba i .CE       12 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật b. Sóng điện ngang TE trong ống dẫn sóng chữ nhật -Sóng điện ngang TE cóDùng phương pháp phân ly biến số tương tựđối với sóng TM, giải phương trình ta tìm được nghiệm: với . E z 0=  0 2 2 2 2 2 =+ ∂ ∂ + ∂ ∂ zc zz Hk y H x H   Kz z e ) Ny cos( ) Mx cos( C H − ψ+ψ+= 21  εµω+==+ 22222 K k N M c -Thay ta tìm được Sau đóáp dụng điều kiện biên tại thành ống dẫn sóng,thành phần tiếp tuyến của bằng 0: zz H , E  0= . H , H , E , E yxyx  E      ==    == a xtạiE, b ytạiE yx 0 0 0 0  7 13 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật b. Sóng điện ngang TE trong ống dẫn sóng chữ nhật -Sau cùng ta tìm được kết quảsau đây: 0 2 2 = −= =       π       π =       π       ππ =       π       ππ = − − − z xTEy yTEx Kz z Kz c y Kz c x E HZE HZE ey b n cosx a m cosCH ey b n sinx a m cos b n . k K CH ey b n cosx a m sin a m . k K CH       trong đó: mn TE mn mn c K i Z ,,,n ;,,,m,v b n a m v iK b n a m k β ωµ ±= ωµ = == εµ =       π −       π −       ω =β β±=       π +       π = 32103210 1 222 22 2 m vàn không thểđồng thời bằng 0, vìnếu m = n = 0 thìdẫn đến: 00000 ===== zyxyx E , E , E , H , H  14 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật b. Sóng điện ngang TE trong ống dẫn sóng chữ nhật -Ta thấy trong ống dẫn sóng cóthểtruyền đi vô sốkiểu sóng điện ngang TE mn nhưTE 10 , TE 01 , TE 11 , TE 20 , TE 02 , TE 21 ,… -Sóng điện ngang TE 10 truyền theo chiều dương trục z có: 10 22 10 2 2 01 β ωµ =       π −       ω =β       π =⇒== TEc Z, av , a kn,m zi z y zi x e a x cosCH H e a x sin i CH 10 10 0 10 β− β−       π = =       π π πβ =    0 0 10 =       π π ωµ− = = β− z zi y x E e a x sin ai CE E    -Ta thấy đối với sóng TE 10 , cấu trúc trường không phụthuộc y, song song với trục y, còn nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục y. E  H  8 15 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật -Trên đây chúng ta đã dẫn ra các biểu thức đối với sóng từngang TM mn vàsóng điện ngang TE mn . Từđócóthểrút ra một sốnhận xét sau đây vềtính chất của sóng truyền trong ống dẫn sóng hình chữ nhật. 1. Trường điện từtrong ống dẫn sóng sẽ códạng sóng chạy dọc trụïc z nếu hệsốtruyền K làđại lượng thuần ảo nghóa là: 2 2 2 2 222 b n a m vvới, b n a m v thth +π=ωω>ω⇒       π +       π >       ω được gọi làtần sốgóc tới hạn. th ω -Tần sốtới hạn: 2 2 2 2 22 b n a mv f th th += π ω = -Bước sóng tới hạn: 2 2 2 2 2 b n a m f v th th + ==λ 16 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật -Vậy điều kiện đểsóng cóthểlan truyền trong ống dẫn sóng là: trong đó: làbước sóng tựdo. ththth hoặc f f hoặc λ<λ>ω>ω phụthuộc vào kích thước a, b của ống dẫn sóng vàchỉsố m, n. Kiểu sóng ứng với m, n càng lớn thìcàng nhỏ. Ta cócủa vài kiểu sóng là: ththth , f , λω b;a ba ab ;b;a )TE(th)TE(th )TM(th)TE(th)TE(th)TE(th =λ=λ + =λ=λ=λ=λ 0220 11110110 22 2 22 εµ ==λ f f v 1 th λ th λ th λ b 2 a 2 a 0 20 TE 01 TE 10 TE th λ a a 2 b 2 0 01 TE 20 TE 10 TE 9 17 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật ω -Khi điều kiện được thỏa, nghóa làhệsố truyền K làthuần ảo, trường điện từtrong ống dẫn sóng códạng sóng chạy lan truyền theo phương trục z. Các mặt đẳng pha làcác mặt z = const lan truyền với vận tốc pha v pmn . th λ Nếu giảsửa > b thìkiểu sóng TE 10 cólớn nhất, kếđólàTE 01 (nếu a < 2b) hoặc TE 20 (nếu a > 2b). Từđóđối với 1 sóng điện từở 1 tần số, bước sóng tựdo nhất đònh, nếu chọn kích thước ống dẫn sóng sao cho thìchỉcó1 kiểu sóng duy nhất là TE 10 cóthểtruyền đi trong ống dẫn sóng. λ b a và a 2 2 > λ > > λ th λ -Đối với các kiểu sóng khác ta không thểchọn kích thước ống dẫn sóng đểtrong ống dẫn sóng chỉtruyền được duy nhất kiểu sóng đó, bởi vìcủa các kiểu sóng khác (khác với TE 10 ) không phải là lớn nhất do đónếu ống dẫn sóng truyền được nóthìcũng truyền được các kiểu sóng cólớn hơn. th λ ththth hoặc f f hoặc λ<λ>ω>ω 18 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật Đònh nghóa độdài sóng (bước sóng) trong ống dẫn sóng : mn λ 2222 1       − =       π −       π −       ω ω = β ω = f f v b n a m v v th mn pmn λ>λ⇒         λ λ − λ = β π ==λ mn th mn pmn mn f v 2 1 2 nghóa làbước sóng trong ống dẫn sóng lớn hơn bước sóng tựdo tương ứng trong không gian không bò giới hạn. -Vậy vận tốc pha trong ống dẫn sóng phụthuộc vào tần sốmặc dù điện môi trong ỗng dẫn sóng làđiện môi lýtưởng không cótổn hao năng lượng. -Khi f = f th thìvận tốc pha bằng vô cùng, f > f th vận tốc pha lớn hơn vận tốc truyền năng lượng v trong điện môi lýtưởng không bò giới hạn, khi f < f th thìvận tốc pha làđại lượng ảo, nghóa làkhông tồn tại quátrình sóng. 10 19 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật 3. Các đại lượng trường phụthuộc vào z vàt ởdạng hàm do đótại cùng một thời điểm t cứsau 1 khoảng bằng nửa bước sóng theo phương trục z thì phân bốcủa trường, hình ảnh các đường sức điện, đường sức từ lặp lại nhưtrước nhưng chiều các đường sức đổi ngược lại. 2 mn λ -Đối với sóng truyền trong ỗng dẫn sóng vận tốc pha vàvận tốc truyền sóng là2 đại lượng hoàn toàn khác nhau: vận tốc pha là vận tốc dòch chuyển của các mặt đẳng pha còn vận tốc truyền sóng tức vận tốc truyền năng lượng sóng điện từlàđại lượng vật lýkhông thểlớn hơn vận tốc ánh sáng. HvàE         ψ+ λ ±ω=ψ+β±ω )/( z tcos)ztcos( mn mn 2 20 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 2. Ống dẫn sóng chữ nhật 4. Sựphụthuộc của trường theo các phương x, y ởdạng do đóphân bốcủa trường theo các cạnh a, b códạng sóng đứng: sốm xác đònh sốnửa sóng đặt trong khoảng 0 < x < a còn sốn xác đònh sốnửa sóng đặt trong khoảng 0 < y < b.       π       π       π       π y b n cos,y b n sin,x a m cos,x a m sin -Nếu m = 0: phân bốcủa trường không phụthuộc x. n = 0: phân bốcủa trường không phụthuộc y. m > 1: cứsau mỗi khoảng theo phương x, phân bốtrường, sẽ lặp lại dạng nhưtrước nhưng với chiều đường sức ngược lại. m a n > 1: cứsau mỗi khoảng theo phương y, phân bốtrường, sẽ lặp lại dạng nhưtrước nhưng với chiều đường sức ngược lại. n b [...]... nhiệt ở hộp cộng hưởng có giá trò nhỏ vì vật dẫn có bề mặt rất lớn Do đó, hộp cộng hưởng có độ phẩm chất rất cao (cỡ 104) so với mạch cộng hưởng LC ở tần số thấp - Có nhiều loại hộp cộng hưởng, phụ thuộc hình dáng bề mặt S của thành kim loại như: hộp cộng hưởng chữ nhật, hộp cộng hưởng 37 trụ… Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 4 Hộp cộng hưởng b Dao động riêng (dao động tự do) trong hộp cộng hưởng. ..Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 3 Ống dẫn trụ tròn - Chọn hệ trục tọa độ trục z trùng với trục ống dẫn sóng trụ tròn Giả sử thành ống dẫn sóng có độ dẫn điện rất lớn xem như vô cùng, ống dẫn sóng rất dài coi như không có phản xạ, điện môi trong ống dẫn sóng là điện môi đồng nhất, sóng điện từ trong ống dẫn sóng là biến đổi điều hòa tần số góc ω z 0 Φ r=a y x Ống dẫn sóng trụ tròn ... f = 7,5 109 Hz Tìm bước sóng tới hạn và bước sóng trong ống dẫn sóng ứng với các kiểu sóng trên Bên trong ống dẫn sóng là không khí, thành ống dẫn sóng có độ dẫn điện rất lớn 3 Ống dẫn sóng chữ nhật kích thước a = 10 cm, b = 6 cm Bên trong là không khí a Tìm vận tốc pha của kiểu sóng TE10 ở tần số bằng 1,5 lần tần số tới hạn của nó 50 25 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 5 Bài tập b Tìm tần... tần số góc cộng hưởng của hộp cộng hưởng chữ nhật - v  m  n  p =   +  +  Tần số cộng hưởng: fmnp = 2π 2  a   b  c 2 v = Bước sóng riêng: λ mnp = 2 2 2 fmnp  m  n  p   +  +   a   b  c ω mnp 2 2 2 43 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 4 Hộp cộng hưởng b Dao động riêng (dao động tự do) trong hộp cộng hưởng chữ nhật không tổn hao - Như vậy trong hộp cộng hưởng chữ... 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 3 Ống dẫn trụ tròn b Sóng điện ngang TE trong ống dẫn sóng trụ tròn - Vận tốc pha của sóng TEmn trong ống dẫn sóng hình trụ tròn: v pmn = ω = β mn ω  ω   s mn    −  v  a  2 2 = v f  1 −  th   f  2 ≥v - Độ dài sóng của sóng TEmn trong ống dẫn sóng hình trụmn : λ: λ mn = v pmn 2π = = f β mn λ  λ  1−  λ    th  2 ≥λ v 1 trong đó λ = = là bước sóng. .. động riêng, bước sóng riêng của dao động riêng 45 TMmnp cũng được xác đònh giống như đối với dao động TMmnp Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 4 Hộp cộng hưởng b Dao động riêng (dao động tự do) trong hộp cộng hưởng chữ nhật không tổn hao Ta rút ra một số nhận xét sau: 1 Hộp cộng hưởng có vô số tần số cộng hưởng ωmnp ứng với vô số kiểu sóng dao động riêng, khác với mạch cộng hưởng LC ở tần số... 2 ≥v - Độ dài sóng của sóng TMmn trong ống dẫn sóng hình trụ: λ mn = v pmn 2π = = f β mn λ  λ  1−  λ    th  2 ≥λ v 1 trong đó λ = = là bước sóng f f εµ tự do - Với tần số làm việc ω và bán kính tiết diện ống dẫn sóng trụ a cho trước trong ống dẫn sóng trụ tồn tại vô số kiểu sóng từ ngang 28 TMmn như TM01, TM11, TM21, TM12, TM22… 14 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 3 Ống dẫn trụ tròn... mặt S của thành hộp cộng hưởng - Tuy nhiên để đơn giản hơn, ta lợi dụng kết quả tìm được khi khảo sát ống dẫn sóng, bằng cách xem hộp cộng hưởng là 1 ống dẫn sóng bò chắn ở 2 đầu tại z = 0 và z = c bởi 2 mặt phẳng dẫn lý tưởng vuông góc với phương truyền (trục z) Do đó tương tự như trong ống dẫn sóng, trong hộp cộng hưởng cũng có các kiểu sóng TE, TM, tuy nhiên do bò chắn ở 2 đầu nên có sóng phản xạ từ... [WM ( t)]max ⇒ W0 = với 49 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 5 Bài tập 1 Ống dẫn sóng chữ nhật kích thước a = 3,4 cm, b = 7,2 cm Xác đònh tất cả các kiểu sóng có thể lan truyền trong ống dẫn sóng khi được kích thích ở tần số: a f = 3.109 Hz b f = 9.109 Hz Thành ống dẫn sóng có độ dẫn điện rất lớn 2 Xác đònh tất cả các kiểu sóng có thể lan truyền trong ống dẫn sóng chữ nhật kích thước a = 2,5 cm,... m, n, p và ký hiệu là TEmnp - Tương tự, lấy tổng của 2 kiểu sóng TMmn trong ống dẫn sóng truyền theo chiều dương và chiều âm trục z, sau đó sử dụng các điều kiện biên trên 2 mặt z = 0, z = c, ta sẽ được dao động riêng kiểu từ ngang TMmnp trong hộp cộng hưởng chữ nhật không tổn hao 44 22 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀ HỘP CỘNG HƯỞNG 4 Hộp cộng hưởng b Dao động riêng (dao động tự do) trong hộp cộng hưởng chữ . lại. n b 11 21 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 3. Ống dẫn trụtròn -Chọn hệtrục tọa độtrục z trùng với trục ống dẫn sóng trụtròn. Giảsửthành ống dẫn sóng cóđ dẫn điện rất lớn xem nhưvô cùng, ống dẫn sóng. đó: 34 Chương 6: ỐNG DẪN SÓNG VÀHỘP CỘNG HƯỞNG 3. Ống dẫn trụtròn b. Sóng điện ngang TE trong ống dẫn sóng trụtròn -Vận tốc pha của sóng TE mn trong ống dẫn sóng hình trụtròn: -Độdài sóng của sóng TE mn trong. quátrình sóng trong ống dẫn sóng tiết diện chữ nhật (ống dẫn sóng nhật) vàtiết diện tròn (ống dẫn sóng trụtròn). -Giảs ống dẫn sóng rất dài so với tiết diện, sóng điện từtruyền trong ống dẫn sóng