38-Mavzu: To’g’ri burchakli to’lqin. Reja: To’lqin qarshiligi

38-Mavzu: To’g’ri burchakli to’lqin.
Reja:

1. 
   To’lqin qarshiligi.
   
2. 
   To’lqin chastotasining ishchi kuchini tanlash.
   

Detsimetrli va santimetrli diapazonlarda asosan yopiq turdagi uzatish liniyalari qo’llaniladi. Bu liniyalarda barcha energiya tashqi muhitdan metall qobiq bilan ajratilgan bo’ladi.
Koaksial, to’g’ri burchakli, aylanali va ellipssimon to’lqin o’tkazgichlar keng qo’llaniladigan yopiq turdagi asosiy uzatish liniyalaridir.
Yo’naltiruvchi tizimlarda T sinfli to’lqinlar (ko’ndalang elektromagnit to’lqinlar), H sinfli to’lqinlar (magnit to’lqinlar), E sinfli to’lqinlar (elektr to’lqinlar) tarqalishi mumkin. Shuni qayd etib o’tish kerakki, T sinfli to’lqinlar faqat bir-biridan ajratilgan (o’zgarmas tok energiyasini uzatsa bo’ladigan) ikkita o’tkazgichga ega yo’naltiruvchi tizimlarda tarqaladi.
Har qanday yo’naltiruvchi tizimda E va H turkumlariga mansub to’lqinlarning juda ko’p turlari mavjud bo’lishi mumkin. Ularning miqdori l_i ishchi to’lqin uzunligini tanlanishiga bog’liq bo’ladi. Ammo to’lqin uzunliklarining shunday bir sohasi mavjudki, unda to’lqin tarqalmaydi. Bu rejim ajratilgan rejim deb ataladi va unda l_i to’lqin uzunligi qiymati asosiy turga mansub to’lqinining l_kr kritik uzunligiga teng va undan katta qiymatlarga ega bo’ladi. (l_i ³ l_kr) bo’ladi. Maksimal kritik uzunlikka ega bo’lgan to’lqin to’lqin o’tkazgichdagi asosiy to’lqin deb ataladi. To’lqin o’tkazgichni to’ldiruvchi materialning nisbiy dielektrik singdiruvchanligini hisobga olgan holda to’lqinning ishchi uzunligi quyidagi shartdan keltirib chiqarilishi lozim
(38.1)
bu erda l - generator to’lqinining uzunligi (erkin fazodagi to’lqinning uzunligi).
Havoda e = 1 va l_i = l.
38.1 va 38.2-rasmlarda to’g’ri burchakli va aylanali to’lqin o’tkazgichlarda H₁₀ va N₁₁ turiga mansub asosiy to’lqinlar uchun, 38.3-rasmda esa – koaksial to’lqin o’tkazgichda T sinfli to’lqin uchun elektr va magnit maydonlarining oniy tarqalish manzaralari keltirilgan. Bu rasmlarda «bizdan» ketayotgan kuchlanish chiziqlari krestchalar bilan, «bizga» qarab keluvchi chiziqlar esa – doirachalar bilan ko’rsatilgan.

38.1-rasm H10 to’lqin tuzilishi

38.2-rasm H11 to’lqin tuzilishi

38.3-rasm T to’lqin tuzilishi

Bir to’lqinli rejimda to’lqin o’tkazgichdagi to’lqin qarshiligi Z_t, faza v_f va guruh v_gr tezliklari hamda to’lqin uzunligi L miqdorlarini quyidagi formulalar bo’yicha hisoblash mumkin:
- to’g’ri burchakli to’lqin o’tkazgich uchun:
(38.2)
(38.3)
(38.4)
(38.5)
- koaksial to’lqin o’tkazgich uchun:
(38.6)
(38.7)
(38.8)
(38.9)
bu erda c – vakuumdagi yorug’lik tezligi;
a – to’g’ri burchakli to’lqin o’tkazgich keng devorining ichki o’lchami;
b – to’g’ri burchakli to’lqin o’tkazgich tor devorining ichki o’lchami;
D – koaksial kabel to’qimasining ichki diametri;
d – koaksial kabel asosiy simining tashqi diametri.
To’g’ri burchakli to’lqin o’tkazgichdagi to’lqin uzunligi L erkin fazodagi to’lqin uzunligi l dan kattaligi quyidagi oddiy fizik holat bilan izohlanadi. Elektromagnit to’lqinlar to’lqin o’tkazgichda uning devorlariga urilib qaytishi natijasida tarqalib (38.4-rasmga qarang), to’lqin fronti bir vaqtning o’zida to’lqinning tarqalish yo’nalishi bo’ylab l_i va L masofalarni bosib o’tadi.

38.4-rasm. To’lqin o’tkazgichdagi to’lqin uzunligi tushunchasi
38.5…38.7-rasmlarda to’g’ri burchakli, aylanali va koaksial to’lqin o’tkazgichlar uchun l_i shkalasi bo’yicha to’lqinlar kritik uzunliklarining taqsimlanishi keltirilgan.

38.5-rasm Tog’ri burchakli to’lqin o’tkazgichdagi to’lqinlar

38.6-rasm Aylanali to’lqin o’tkazgichdagi to’lqinlar

38.7-rasm Koaksial to’lqin o’tkazgichdagi to’lqinlar

Bir to’lqinli rejim holatida to’lqin o’tkazgich bo’ylab asosiy to’lqin tarqaladi. 38.5-rasmdan ko’rinib turganidek, kritik uzunligi l_kr^H₁₀=2a bo’lgan H₁₀ to’lqin to’g’ri burchakli to’lqin o’tkazgich uchun asosiy to’lqin hisoblanadi. To’g’ri burchakli to’lqin o’tkazgichda oliy tartibdagi birinchi to’lqin – kritik uzunligi l_kr^H₂₀=a bo’lgan H₂₀ to’lqinidir. Binobarin, bir to’lqinli rejim quyidagi shart bajarilgan holda kuzatiladi:
a < l < 2a. (38.10)
Aylanali to’lqin o’tkazgich (38.6-rasm) uchun N₁₁ to’lqini asosiy to’lqin (l_kr^H₁₁=3,41R), E₀₁ to’lqini esa – oliy tartibdagi birinchi to’lqin (l_kr^E₀₁=2,61R) hisoblanadi. SHunday qilib, bir to’lqinli rejim quyidagi shart bajarilgan holda kuzatiladi:
2,61RKoaksial to’lqin o’tkazgichda (38.7-rasm) T turkumiga mansub to’lqin asosiy to’lqin (l_kr^T=¥), kritik uzunligi l_kr^H₁₁»p(D+d)/2 bo’lgan H₁₁ to’lqini esa – oliy tartibli birinchi to’lqin hisoblanadi. Demak bir to’lqinli rejim quyidagi shart bajarilgan holda kuzatiladi:
p(D+d)/2< l < ¥. (38.12)
Amalda, odatda, nisbatan uzun to’lqinlar, ya’ni asosiy turga mansub to’lqinning kritik uzunligiga yaqin sohada yutilish ko’p bo’lganligi uchun, to’lqinning ishchi uzunligi miqdori to’lqinning kritik uzunligidan 20...30% kam olinadi.