Электрические и магнитные волны (Классы Е и Н)

В направляющих системах могут также распространяться электромагнитные волны, поле которых имеет одну продольную составляющую или . Эти волны существуют в односвязных и многосвязных волноводах с металлическими стенками и однородным диэлектрическим заполнением, а также в структурах, состоящих из нескольких концентрических диэлектрических слоёв; в последнем случае структура поля волны должна обладать осевой симметрией.

Электрические волны ( волны )

Электрические волны имеют только электрическую продольную составляющую и поперечные компоненты . Так как , магнитное поле этих волн поперечно, и их называют также поперечно магнитными ( ТМ ) волнами.

Продольная компонента определяется следующим уравнением :

Поперечные компоненты исходя из условия, что и из уравнений будем искать по формулам:

Найдём волновое сопротивление для поперечных составляющих поля волны. Для этого сначала преобразуем уравнения системы :

Отсюда:

Аналогично:

Отсюда:

Теперь с учётом полученных выражений найдём волновое сопротивление:

Магнитные волны ( волны).

Магнитные волны обладают только магнитной продольной составляющей и поперечными компонентами . Так как , то электрическое поле этих волн поперечно, и их называют также поперечно электрическими (ТЕ) волнами.

Волновое уравнение для продольной компоненты выглядит следующим образом :

Поперечные компоненты исходя из условия, что и из уравнений будем искать по формулам:

Найдём волновое сопротивление для поперечных составляющих поля волны (подход аналогичен выводу уравнения для волны ) :

Изобразим графически зависимости волновых сопротивлений от частоты для ТЕМ, ТЕ и ТМ волн: