HEM и TE/TM моды, Вопрос для знатоков Опции

[diomidovich]

Вопрос, собственно, следующий.

Является ли HEM мода сомостоятельной "боевой единицей" в том смысле, что возбуждение одной из её компонент (например, ахиальной компоненты электрического поля) автоматически означает появление всех остальных магнитных и электрических компонент поля.

Или же, НЕМ мода это не более чем обозначение комбинации ТЕ и ТМ мод с одинаковыми индексами, и возбуждение одной из компонент электрического поля (например, радиальной компоненты) ни в коем случае не приводит к автоматическому возбуждению ахиальной компоненты электрического поля.

Другими словами - является ли НЕМ мода просто обозначением линенейной комбинации ТЕ и ТМ мод, или это самостоятельная мода.

Кто разбирается в этом МОДном заопарке - подскажите, пожалуйста.

[Vasiliy]

I have some collections of paper from Microwave Journal, I have to search if I have year 1983, when this paper was published.
Best would be some university library
paper by D. Kajfez, "Modal field patterns in Dielectric Rod Waveguides" etc.

[diomidovich]

Ну, в общем в этой статье сообщается, что:

"For any m (azimuthal index) different from zero, the modal field is a mixture of both TE and TM kinds of fields, the so-called hybrid electromagnetic HEM_mn mode".

Неясно однако, это всё-таки просто-напросто смесь двух мод, или отдельная мода, которая может возбуждаться самостоятельно. Хотя сейчас, после изучения этой темы, я больше склоняюсь к тому, что второе утверждение более правдоподобно.

I have some collections of paper from Microwave Journal, I have to search if I have year 1983, when this paper was published.
Best would be some university library
paper by D. Kajfez, "Modal field patterns in Dielectric Rod Waveguides" etc.

[Oldring]

Неясно однако, это всё-таки просто-напросто смесь двух мод, или отдельная мода, которая может возбуждаться самостоятельно. Хотя сейчас, после изучения этой темы, я больше склоняюсь к тому, что второе утверждение более правдоподобно.

Думаю, что любые две моды с равными фазовыми скоростями образуют полноправную смешанную моду.

[Bosicc]

Думаю, что любые две моды с равными фазовыми скоростями образуют полноправную смешанную моду.

В некоторых резонаторах смешанная мода является основной(то есть,она идет первая по частоте) и является первым корнем решения волнового уравнения составленного для нахождения собственных чисел системы.
В работе Tunable filters based on metal-dielectric resonators на основании гибридной моды НЕ построен трех-резонаторный фильтр.
А что б увидеть что она гибридная, постройте в HFSS распределения поля в резонаторе на частоте резонанса. И получится нечто подобное(смотри рис.)

Эскизы прикрепленных изображений

 

[diomidovich]

Это понятно, но вопрос следующий. Пусть существует смесь двух мод. Одна мода имеет аксиальную компоненту (ТМ) другая нет (ТЕ). Электронный пучок дрейфует в аксиальном направлении и цепляет (coupled) за аксиальную компоненту замедленной ТМ моды.
Вопрос - возбуждается ли при этом также и ТЕ мода? Другими словами - это просто смесь двух мод или отдельная мода (НЕМ).

В некоторых резонаторах смешанная мода является основной(то есть,она идет первая по частоте) и является первым корнем решения волнового уравнения составленного для нахождения собственных чисел системы.
В работе Tunable filters based on metal-dielectric resonators на основании гибридной моды НЕ построен трех-резонаторный фильтр.
А что б увидеть что она гибридная, постройте в HFSS распределения поля в резонаторе на частоте резонанса. И получится нечто подобное(смотри рис.)

[navuho]

Это понятно, но вопрос следующий. Пусть существует смесь двух мод. Одна мода имеет аксиальную компоненту (ТМ) другая нет (ТЕ). Электронный пучок дрейфует в аксиальном направлении и цепляет (coupled) за аксиальную компоненту замедленной ТМ моды.
Вопрос - возбуждается ли при этом также и ТЕ мода? Другими словами - это просто смесь двух мод или отдельная мода (НЕМ).

Возможны оба случая, зависит от конкретной геометрии.

1. Истинная HEM - волна, это когда решение для волноводной моды имеет обе продольные компоненты поля (Е и Н)
Вообще говоря, моды любого волновода (круглого, прямоугольного и тд) они все - HEM (!), нужно лишь учесть
проводимость стенок в решении. А разделение на ТМ и ТЕ - всего лишь суть приближение идеального проводника.
Соответственно можно заполнить (экранировать) волновод чем то вроде слоистого диэлектрика с поглощением и получить
реальную гибридную волну, которая будет хорошо возбуждаться пучком.

2. Преобразование волн ТЕ и ТМ друг в друга на неоднородностях волновода (фланцы, изгибы, скачки сечения).
То есть, возбуждая пучком компоненту ТМ моды, которая начнет распространяться в заданном направлении, вы
в конечном счете на выходе получите обе моды. Здесь важна связь мод, особенно если она когерентная по длине (моды вырождены)
Типичный пример - цепочка резонаторов связанных сверхразмерной трубкой дрейфа, в этом случае ТМ мода резонатора
преобразуется на стыку в ТЕ моду трубы, которая выбросит вам пучок на стенку

[diomidovich]

Спасибо! Теперь уже совсем более понятно стало.

Особенно интересно то, что ТМ и ТЕ моды - это, на самом деле, приближения идеального проводника. А в случае, когда есть или замедляющая система, или скачки сечения в направлении рапространения волны (ну, тоже замеляющая система) - то тогда существуют только НЕМ моды.

Но у меня ещё один вопрос есть. А ТЕМ мода в коаксиальном волноведе - это тоже приближение идеально проводящего гладкого волновода? Куда, а вернее, во что трансформируется ТЕМ мода, когда имеется замедляющая система в направлении распространения ТЕМ моды? Можете подсказать?

Ну и ещё. Есть ли какая литература по этой теме, чтобы так параграфа на 2-3 с фомулами и рисунками. Буду благодарен за совет.

Спасибо ещё раз!

Возможны оба случая, зависит от конкретной геометрии.

1. Истинная HEM - волна, это когда решение для волноводной моды имеет обе продольные компоненты поля (Е и Н)
Вообще говоря, моды любого волновода (круглого, прямоугольного и тд) они все - HEM (!), нужно лишь учесть
проводимость стенок в решении. А разделение на ТМ и ТЕ - всего лишь суть приближение идеального проводника.
Соответственно можно заполнить (экранировать) волновод чем то вроде слоистого диэлектрика с поглощением и получить
реальную гибридную волну, которая будет хорошо возбуждаться пучком.

2. Преобразование волн ТЕ и ТМ друг в друга на неоднородностях волновода (фланцы, изгибы, скачки сечения).
То есть, возбуждая пучком компоненту ТМ моды, которая начнет распространяться в заданном направлении, вы
в конечном счете на выходе получите обе моды. Здесь важна связь мод, особенно если она когерентная по длине (моды вырождены)
Типичный пример - цепочка резонаторов связанных сверхразмерной трубкой дрейфа, в этом случае ТМ мода резонатора
преобразуется на стыку в ТЕ моду трубы, которая выбросит вам пучок на стенку

[andreysar]

Посмотрите: Силин, Сазонов "Замедляющие системы"


Сообщение отредактировал andreysar - Aug 5 2010, 19:18