в "Уроках электрических цепей", том III, гл. 14 показаны все возможные конфигурации стоячей волны для данной линии передачи. Например, это случай линии передачи, оставленной открытой на концах:
В зависимости от рабочей частоты и характеристик линии передачи могут быть:
У меня такой вопрос: существуют ли эти разные конфигурации стоячих волн одновременно (т. е. формы полных напряжений и токов являются их суперпозицией) или каждая из них исключает друг друга?
Судя по анализу автора, существует только одна из этих конфигураций на определенной частоте. Но я видел много подобных ситуаций, в которых происходит наложение стоячих волн. Например, я думаю об аналогии с прямоугольным волноводом:
В этой ситуации нет полей V и I, а есть поля E и H, но ситуация аналогична: металлические поверхности боковой стенки оболочки задают условие
Для этой структуры мне всегда говорили, что все эти моды существуют одновременно: когда источник помещается внутрь волновода, он возбуждает все моды распространения, некоторые из которых находятся выше отсечки (и будут распространяться), а некоторые другие, которые ниже отсечки (и будет ослаблен). Таким образом, в зависимости от рабочей частоты может существовать несколько стоячих волн.
Существует ли аналогичная ситуация с частотами отсечки стоячих волн для линий передачи?
Для возбуждения каждого резонанса требуется разная частота сигнала.
Предположим, что первый резонанс возникает на частоте 50 МГц. Тогда 2-й будет на 100 МГц, 3-й на 150 МГц и так далее.
Если вы возбудите линию всеми этими частотами одновременно, то вы можете создать суперпозицию всех различных моделей стоячих волн одновременно.
Если вы возбуждаете линию только одной частотой за раз, вы будете возбуждать только один резонанс за раз.
то же самое для волновода на втором рисунке? Или это то, как мне всегда говорили («При заданной частоте возбуждения будут все резонансные моды выше отсечки?»)?
Эти две ситуации разные. В прямоугольном волноводе, если вы выражаете моды как комбинацию плоских волн, каждая компонента плоской волны имеет вектор импульса
и
и граничные условия для каждой моды
где и – поперечные размеры волновода.
Обратите внимание, что нет ограничений на . значит для любого выше отсечки данной моды мы можем найти это позволяет и «вписываться» в поперечные размеры и, таким образом, позволяет моде распространяться.
В случае продольного резонанса вы уже предполагаете определенную поперечную моду, поэтому и фиксируются для любого конкретного и нет такой дополнительной степени свободы, которая позволяла бы (иначе ) варьироваться, чтобы получить резонанс, за исключением определенных длин волн, где
Крис Стрэттон