§ 7. Типы волн в волноводе

Выбранная нами для анализа волна - всего лишь одно из решений уравнений поля. Их на самом деле куда больше. Каждое решение представляет собой свой «тип волны» в волноводе. Скажем, в нашей волне вдоль направления  укладывалось только полсинусоиды. Ничуть не хуже решение, в котором вдоль  укладывается вся синусоида; изменение  с  тогда показано на фиг. 24.14. У этого типа волн  вдвое больше и граничная частота много выше. Кроме того, изученная нами волна  имеет лишь -компоненту, но бывают и типы волн с более сложными электрическими полями. Если у электрического поля есть только - и -компоненты, так что оно всегда перпендикулярно к оси , то такой тип волн называется «поперечным электрическим» (или сокращенно ) типом волн. Магнитное поле в волне такого типа всегда обладает -компонентой. Далее, оказывается, что когда у  есть -компонента (вдоль направления распространения), то у магнитного поля есть только поперечные компоненты. Такие поля называются «поперечными магнитными» (сокращенно ) типами волн. В прямоугольном волноводе все типы обладают более высокой граничной частотой, чем описанный нами простой -тип. Поэтому всегда возможно (и так обычно делают) использовать такой волновод, в котором частота немного превышает граничную частоту этого наинизшего типа колебаний, но находится ниже граничных частот всех других типов. В таком волноводе распространяется волна только одного типа. В противном случае поведение волн усложняется и его трудно контролировать.

Фиг. 24.14. Еще одна возможная зависимость  от .