Bài giảng Trường điện từ - Chương 7: Ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng

Bài giảng Trường điện từ - Chương 7: Ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu ống dẫn sóng, ống dẫn sóng hai bản song song, ống dẫn sóng hình chữ nhật, hệ số tắt dần trong ống dẫn sóng thực,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

mnp   v ( )  ( )  ( ) m a f mnp  v n b p c ( ) ( ) ( ) m a n b p c  Sóng điện & từ lệch pha 90o : nên lượng trường điện trường từ không đồng thời max mà chuyển hóa lẫn Ta có: W0  We  Wm  const  Wemax  Wmmax CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 78  VD 7.5.1: Hộp cộng hưởng c y b z a x Tính tốn tần số cộng hưởng hộp cộng hưởng lấp đầy khơng khí, kích thước axbxc = 2cm x 1cm x 3cm, kiểu sóng TE101 Tần số cộng hưởng tính theo cơng thức: f  102 o o 2 0.6  1010 ( ) ( )   9GHz CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 79  VD 7.5.2: Hộp cộng hưởng Cho hộp cộng hưởng khơng khí, cạnh a = cm, b = cm, c = cm, xác định tần số cộng hưởng bé ? Giải p m n f  1,5.10 ( )  ( )  (  Tần số cộng hưởng : osc a b c)  fosc(1) = 5303 MHz cho TE1,0,1 mode  fosc(2) = 8385 MHz cho TE0,1,1 ; TE2,0,1 ; TE1,0,2 ; TM1,1,0 ; modes  fosc(3) = 9186 MHz cho TE1,1,1 ; TM1,1,1 modes CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 80  VD 7.5.3: Hộp cộng hưởng Các tần số cộng hưởng HCH không khí cho sau:  fosc(1) = 25003 MHz cho TE1,0,1 mode  fosc(2) = 25005 MHz cho TE0,1,1 mode  fosc(3) = 25006 MHz cho TM1,1,1 mode Tìm a,b c ? Giaûi p 2  Tần số cộng hưởng : f osc  1,5.10 ( ma )  ( bn )  ( c )  Có: ( ) ( )  ( a b b c c c ( ) ( )  ( ( 1a )2  ( )  ( )  ( )  2500 25 3.108 1,5.108 25 5.108 1,5.108 25 6.108 1,5.108 )  12500 b  503 (m) c  503 (m) )  5000 a 50 (m) CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 81 7.6 Ống dẫn sóng quang (optical waveguide) 7.6.1 Sự phản xạ khúc xạ sóng phẳng 7.6.2 Hiện tượng phản xạ toàn phần 7.6.3 Cáp quang 7.6.4 Hệ thống truyền sóng điện từ dùng cáp quang CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 82 7.6.1 Sự phản xạ khúc xạ upw:  Khi thành ống kim loại: sóng tới đến mặt phân cách mơi trường làm xuất sóng phản xạ khúc xạ z  Do vận tốc pha theo phương z phải nên ta có : vp1 vp1 vp2   sin  i sin  r sin  t i   r (Snell’s law)  11   t  sin  sin  i    2  1 CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 83 7.6.2 Hiện tượng phản xạ toàn phần: c  11 v p1 c n2    2 v p2 n1   Gọi:  Khi  = 0 :  n1   t  sin  sin  i   n2  1  1   t  sin  sin  i   2  1  vị trí Ray3 : t = 90o , ta có:  2   i   c  sin    1  1  Hiện tượng phản xạ toàn phần: toàn lượng sóng tới bị phản xạ lại mơi trường Hiện tượng xảy góc sóng tới thỏa: i > c CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 84 7.6.3 Cáp quang (Fiber optic) :  Ống dẫn sóng hình trụ tròn, đường kính từ: 550 m  Sóng điện từ truyền cáp quang theo nguyên lý phản xạ toàn phần CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 85 7.6.4 Hệ sóng truyền sóng điện từ dùng cáp quang:  Sơ đồ khối hệ thống: (120 km) CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 86 7.6.4 Hệ sóng truyền sóng điện từ dùng cáp quang:  Sơ đồ nguyên lý mạch phát thu hai đầu đường dây cáp quang: (LED or LASER) CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 87 ... VD 7.5.1: Hộp cộng hưởng c y b z a x Tính tốn tần số cộng hưởng hộp cộng hưởng lấp đầy khơng khí, kích thước axbxc = 2cm x 1cm x 3cm, kiểu sóng TE101 Tần số cộng hưởng tính theo cơng... CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 79  VD 7.5.2: Hộp cộng hưởng Cho hộp cộng hưởng không khí, cạnh a = cm, b = cm, c = cm, xác định tần số cộng hưởng bé ? Giải p m n f  1,5.10 ( )  ( )  (  Tần số cộng hưởng :... CuuDuongThanCong.com EM - Ch7 81 7.6 Ống dẫn sóng quang (optical waveguide) 7.6.1 Sự phản xạ khúc xạ sóng phẳng 7.6.2 Hiện tượng phản xạ tồn phần 7.6.3 Cáp quang 7.6.4 Hệ thống truyền sóng điện từ dùng cáp