Электромагнитные поля и волны. Билет №15

Билет No15

Поляризация плоских электромагнитных волн.

Задача 1

Прямоугольный объемный резонатор имеет следующие размеры: а = 0,028 м, b = 0,013 м, L = 0,03 м. Определить: 1.Резонансную длину волны колебания H . 2.Резонансную длину волны колебания H . 3.Собственную добротность колебания H при значении поверхностного сопротивления R =10 Ом/м, а = b= L.

Задача 2

Выбрать размеры поперечного сечения прямоугольного волновода, обеспечивающего передачу сигналов в диапазоне частот от f = 11,9 ГГц до f = 18 ГГц на основной волне. Амплитуда продольной составляющей магнитного поля H . Для выбранного волновода рассчитать на центральной частоте диапазона f :
1.Длину волны в волноводе.
2.Отношение фазовой скорости к групповой в волноводе. 3.Вычислить среднюю мощность, которую можно передать по данному волноводу.



Теоретический вопрос

Для описания ориентации волн в пространстве вводят понятие поляризации. Под плоскостью поляризации подразумевают плоскость, проходящую через направление распространения волны и параллельно вектору .
 (1)
 (2)
 Для того чтобы проанализировать возможные случаи поляризации рассмотрим следующие решения. Пусть плоская волна представляет собой композицию решений из (1) и (2), которые также являются решением уравнения Гельмгольца.

 (3)
1. Пусть слагаемые в соотношении (3) синфазные, т.е. ; ;
.
Тогда результирующий вектор , а стало быть, и плоскость поляризации оказываются повернутыми на угол относительно оси x, причем положение плоскости поляризации в процессе распространения волны остается неизменным.
2. Пусть слагаемые равны по амплитуде, а по фазе отличаются на 90:

, ,
 тогда получим:
 Определим положение угла : 
 В этом случае положение плоскости поляризации изменяется во времени и пространстве. Если зафиксируем некоторую плоскость, то вектор будет вращаться со скоростью V, и его конец будет описывать окружность. Если зафиксируем время, то вектор будет описывать спираль вдоль оси z. Этот случай поляризации называется круговой, т.е. в процессе распространения плоскость поляризации вращается. Это был случай левой поляризации. Для получения правой поляризации надо, чтобы
, .
 Условием круговой поляризации волны является временная и пространственная квадратура составляющих в соотношении (3). Компоненты должны быть взаимно ортогональны и должны отличаться по фазе на 90 и должно выполняться условие равенства амплитуд. В том случае, когда одно из условий не выполняется, имеем эллиптическую поляризацию. В любой фиксированной плоскости вектор Е движется по эллиптической замкнутой кривой. Степень поляризации характеризуют отношением большой оси к малой.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Электромагнитные поля и волны
Вид работы: Зачет
Оценка:Зачет
Дата оценки: 15.07.2019
Рецензия:Уважаемый
Лиманский Владимир Николаевич