bài giảng trường điện từ chương 7

Hộp cộng hưởng HỘP CỘNG HƯỞNG 7:30 AM Ống dẫn sóng Là các ống kim loại rỗng có tiết diện khác nhau, bên trong có thể nhét đầy các chất điện môi đồng nhất khác nhau hoặc không khí hay châ

Chương 7 1

1 Ống dẫn sóng

2 Hộp cộng hưởng

HỘP CỘNG HƯỞNG

7:30 AM

Ống dẫn sóng

Là các ống kim loại rỗng có tiết diện khác nhau, bên trong có thể nhét

đầy các chất điện môi đồng nhất khác nhau hoặc không khí hay chân

không

Các dạng trường trong ống dẫn sóng:

TM(E): được gọi là trường từ ngang hay điện dọc khi Ez≠ 0, Hz= 0

TE(H): được gọi là trường điện ngang hay từ dọc khi Ez= 0, Hz≠ 0

TEM: Ez= 0, Hz= 0

7:30 AM Chương 7 3

Ống dẫn sóng chữ nhật

Ống dẫn sóng chữ nhật là một ống kim loại rỗng, thẳng, có tiết diện ngang

hình chữ nhật, bên trong có chứa điện môi đồng nhất hoặc không khí

Trường từ ngang TM(E)

= −

= −

=

= −

= ω −

=

a, b: kích thước ống dẫn sóng theo trục x, y

Ống dẫn sóng chữ nhật

Trường TM11: m = 1, n = 1

= −

= −

=

= −

=

Có vô số kiểu sóng từ ngang TMmnnhư TM11, TM12, TM21, …

Không tồn tại TM00, TM01, TM10(vì E = 0 và H = 0)

=

= ω −

=

7:30 AM Chương 7 5

Trường điện ngang TE(H)

= −

= −

=

=

= −

=

=

= ω −

a, b: kích thước ống dẫn sóng theo trục x, y

Ống dẫn sóng chữ nhật

Trường TE01: m = 0, n = 1

Có vô số kiểu sóng điện ngang TEmnnhư TE01, TM10, TM11, …

Không tồn tại TE00(vì E = 0 và H = 0)

= 0

= −

=

=

=

=

=

= ω −

7:30 AM Chương 7 7

Ống dẫn sóng chữ nhật

Bước sóng tới hạn: =2 = 2

+

Tần số tới hạn: =

1

 < th f > fth: Trường điện từ trong đường truyền có dạng sóng

chạy với biên độ không đổi dọc theo trục z Ta gọi trường điện từ có tính chất truyền lan

 > th f < fth: Trường điện từ không truyền lan dọc theo trục z

của đường truyền Trường lúc này gọi là trường tại chỗ hay trường địa phương

Bước sóng trong đường truyền: =

1 −

=

1 −

Ống dẫn sóng chữ nhật không tổn hao lý tưởng, bên trong là không khí,

có a = b = 1 cm, truyền đi tín hiệu ở tần số 20 GHz Xác định:

a)Tần số tới hạn nhỏ nhất của ống dẫn sóng?

b)Bước sóng trong ống dẫn sóng?

=2 = 2

+

= 1 fthnhỏ nhất khi thlớn nhất

thlớn nhất khi + nhỏ nhất

+ = 1

= 2 = 2 = 1 = 3.10

2.10 = 15

= =3.10 /20.10 = 22,7.10 = 22,7

7:32 AM Chương 7 9

sóng:

a)TE10

b)TE20

c)TE30

d)Giả sử tín hiệu truyền trong ống dẫn sóng có tần số 20 GHz Kiểu sóng

nào có thể truyền trong 3 kiểu trên? Tại sao?

Ống dẫn sóng không tổn hao lý tưởng, bên trong là điện môi lý tưởng (

= 0;  = 90) Tìm giá trị kích thước a = b để tần số làm việc f = 6 GHz

vừa đủ lớn hơn 20% tần số tới hạn của kiểu cơ bản (tức là kiểu sóng có

tần số tới hạn bé nhất) ?

Ống dẫn sóng hình chữ nhật không tổn hao lý tưởng, bên trong lấp đầy

không khí, kích thước axb = 7cm x 4cm, kích hoạt ở tần số f = 6 GHz Xác

định: các kiểu sóng có thể truyền trong ods ? Kiểu cơ bản và kiểu không

truyền được đầu tiên ?

Ống dẫn sóng (ods) hình chữ nhật không tổn hao lý tưởng, bên trong lấp

đầy điện môi (r= 1; r = 3), kích thước axb = 6cm x 3cm, kích hoạt ở

tần số f = 5 GHz Xác định các thông số : fth, mn, tứng với kiểu sóng:

a TE10

b TM11

7:49 AM Chương 7 11

Ống dẫn sóng (ods) hình vuông (a = b) không tổn hao lý tưởng, bên

trong lấp đầy không khí, được kích hoạt ở tần số f = 6 GHz Tìm khoảng

giá trị của kích thước a để kiểu TM11truyền trong ods với hệ số an toàn là

20% (tức là tần số kích hoạt f phải vừa đủ lớn hơn 1,2fth của kiểu TM11

và bé hơn 0,8fthcủa kiểu cao liền kề )