Классификация направляемых волн

Направляемыми или собственными волнами НС называются такие электромагнитные волны, структура поля которых не меняется по мере движения волны. Структура поля определяется поведением векторов электромагнитного поля в пространстве.

Собственные волны в НС принято классифицировать по величине фазовой скорости и по структуре векторов E и H .

По величине фазовой скорости собственные волны в НС подразделяют на медленные и быстрые где скорость света в среде, заполняющей направляющую систему. Медленные волны могут распространяться, например, в таких НС как диэлектрический волновод, световод, волноводы поверхностной волны. Быстрые волны могут распространяться, например, в таких НС как двухпроводная линия, прямоугольный, круглый, эллиптический волноводы. В НС, которые имеют как минимум два изолированных провода, могут также распространяться волны, фазовая скорость которых совпадает со скоростью света.

По структуре векторов E и H собственные волны в НС подразделяют на следующие четыре класса:

??Т-волны (поперечные электромагнитные волны) — это волны, у которых продольные составляющие векторов электромагнитного поля равны нулю, т. е.

Еz = 0 и Нz = 0;

• ??Е или ТН-волны (электрические или поперечно-магнитные волны) — это волны, у которых Нz = 0, Еz 0;
• ??H или ТЕ-волны (магнитные или поперечно-электрические волны) — это волны, у которых Еz = 0, Нz 0;
• ??EH-волны (гибридные или смешанные волны) — это волны, у которых Еz 0, Нz0.

Из приведенной классификации видно, что класс собственной волны определяется наличием у этой волны проекций векторов электромагнитного поля на ось НС, т. е. продольных составляющих.

Отметим следующее:

• 1. В каждом из классов Е, Н и ЕН-волн имеется бесконечное число собственных волн, которые принято называть типами волн и обозначать через Еmn, Нmn, ЕНmn, где индексы m и n — любые целые числа, например, Е11, Н10. В классе Т имеется только один тип волны — волна типа Т.
• 2. Фазовая скорость волны типа Т равна скорости света и она может рас-пространяться только в тех НС, по которым возможна передача постоянного тока. Это такие НС, которые имеют, как минимум два изолированных провод-ника (двухпроводная линия, коаксиальный кабель, полосковая линия и др.).
• 3. Волны классов Е и Н могут распространяться практически во всех вышеперечисленных НС.
• 4. Волны класса ЕН могут распространяться в диэлектрическом волноводе, световоде и волноводах поверхностной волны.