Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

Two-Plate Waveguide

Similar presentations


Presentation on theme: "Two-Plate Waveguide "โ€” Presentation transcript:

1 Two-Plate Waveguide ๐‘ฅ ๐‘ก=0 Plane wave: TEM mode ๐‘š=0 TM 0 mode TM modes
๐ธ ๐‘ฅ = ๐ด ๐‘š sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐ธ ๐‘ฅ =0 ๐ธ ๐‘ง = โˆ’ ๐ต ๐‘š cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ธ ๐‘ง =โˆ’ ๐ต ๐‘š ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ =โˆ’ ๐ต ๐‘š cos ๐œ”๐‘กโˆ’ ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ = ๐ด ๐‘š 2 + ๐ต ๐‘š ๐œ‚ cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ

2 Two-Plate Waveguide ๐‘ฅ ๐‘ก=0 ๐‘š=1 TM 1 mode TM modes
๐ธ ๐‘ฅ = ๐ด ๐‘š sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐ธ ๐‘ฅ = ๐ด 1 sin ๐œ‹ ๐ท ๐‘ง cos ๐œ”๐‘กโˆ’ ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅโˆ’ ๐œ‹ 2 ๐ธ ๐‘ง = โˆ’ ๐ต ๐‘š cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ธ ๐‘ง =โˆ’ ๐ต 1 cos ๐œ‹ ๐ท ๐‘ง cos ๐œ”๐‘กโˆ’ ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ = ๐ด ๐‘š 2 + ๐ต ๐‘š ๐œ‚ cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ

3 Two-Plate Waveguide ๐‘ฅ ๐‘ก=0 ๐‘š=2 TM 2 mode TM modes
๐ธ ๐‘ฅ = ๐ด ๐‘š sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐ธ ๐‘ฅ = ๐ด 1 sin 2๐œ‹ ๐ท ๐‘ง cos ๐œ”๐‘กโˆ’ ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅโˆ’ ๐œ‹ 2 ๐ธ ๐‘ง = โˆ’ ๐ต ๐‘š cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ธ ๐‘ง =โˆ’ ๐ต 1 cos 2๐œ‹ ๐ท ๐‘ง cos ๐œ”๐‘กโˆ’ ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ = ๐ด ๐‘š 2 + ๐ต ๐‘š ๐œ‚ cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ

4 Two-Plate Waveguide ๐ท ๐‘ฅ ๐‘ง ๐ธ ๐‘ฆ = ๐ถ ๐‘š sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 TE modes
๐ป ๐‘ฅ =โˆ’ ๐ถ ๐‘š 1 ๐œ‚ ๐›ฝ ๐‘ง ๐›ฝ cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ท TE modes ๐ป ๐‘ง = ๐ถ ๐‘š 1 ๐œ‚ ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐›ฝ sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐‘ฅ ๐‘ง

5 Two-Plate Waveguide TE 0 mode does not exist ๐ท ๐‘ฅ ๐‘ง ๐‘š=0 TE 0 mode
๐ธ ๐‘ฆ =0 TE modes ๐ธ ๐‘ฆ = ๐ถ ๐‘š sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐›ฝ ๐‘ง = ๐‘š๐œ‹ ๐ท , ๐‘š=0,1,โ€ฆ

6 Two-Plate Waveguide sin ๐œ‹ ๐ท ๐‘ง ๐‘š=1 TE 1 mode TE modes
๐›ฝ ๐‘ง = ๐‘š๐œ‹ ๐ท , ๐‘š=0,1,โ€ฆ

7 Two-Plate Waveguide sin 2๐œ‹ ๐ท ๐‘ง ๐‘š=2 TE 2 mode TE modes
๐›ฝ ๐‘ง = ๐‘š๐œ‹ ๐ท , ๐‘š=0,1,โ€ฆ

8 Two-Plate Waveguide TE modes TM modes Electric field ๐ธ ๐‘ฆ,๐‘š = ๐ถ ๐‘š sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐ธ ๐‘ฅ,๐‘š = ๐ด ๐‘š sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐ธ ๐‘ง,๐‘š = โˆ’ ๐ต ๐‘š cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ Magnetic field ๐ป ๐‘ฅ,๐‘š =โˆ’ ๐ถ ๐‘š 1 ๐œ‚ ๐›ฝ ๐‘ง ๐›ฝ cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง,๐‘š = ๐ถ ๐‘š 1 ๐œ‚ ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐›ฝ sin ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ+ ๐œ‹ 2 ๐ป ๐‘ฆ,๐‘š = ๐ด ๐‘š 2 + ๐ต ๐‘š ๐œ‚ cos ๐›ฝ ๐‘ง ๐‘ง ๐‘’ โˆ’๐‘— ๐›ฝ ๐‘ฅ ๐‘ฅ ๐‘š=0 TE 0 does not exist TM 0 =TEM is a plane wave Possible modes TE 1 , TE 2 , โ€ฆ TM 0 , TM 1 , TM 2 , โ€ฆ ๐›ฝ ๐‘ง = ๐‘š๐œ‹ ๐ท , ๐‘š=0,1,โ€ฆ A necessary condition for a mode to exist in a two-plate waveguide is ๐›ฝ> ๐‘š๐œ‹ ๐ท ๐›ฝ ๐‘ฅ = ๐›ฝ 2 โˆ’ ๐‘š๐œ‹ ๐ท 2 ๐›ฝ 2 = ๐›ฝ ๐‘ฅ 2 + ๐›ฝ ๐‘ง 2

9 Two-Plate Waveguide Question: Given ๐ท and ๐‘“, what modes can exist?
๐›ฝ ๐‘ฅ = ๐›ฝ 2 โˆ’ ๐‘š๐œ‹ ๐ท 2 ๐›ฝ ๐‘ง = ๐‘š๐œ‹ ๐ท , ๐‘š=0,1,โ€ฆ ๐›ฝ> ๐‘š๐œ‹ ๐ท ๐›ฝ 2 = ๐›ฝ ๐‘ฅ 2 + ๐›ฝ ๐‘ง 2 Question: Given ๐ท and ๐‘“, what modes can exist? 2๐œ‹๐‘“ ๐œ‡๐œ€ > ๐‘š๐œ‹ ๐ท Existing modes: 2๐‘š+1 TE 1 , TE 2 , โ€ฆ TE ๐‘š , ๐‘š TE modes TM 0 , TM 1 , โ€ฆ TM ๐‘š , ๐‘š+1 TM modes ๐‘š<2๐œ‹๐‘“ ๐œ‡๐œ€ ๐ท ๐œ‹ Example: ๐ท=3 cm, ๐‘“=10 GHz ๐‘š<2๐œ‹๐‘“ ๐œ‡๐œ€ ๐ท ๐œ‹ = 2๐‘“ ๐‘ ๐ท = 2ร— ร— ร—0.03=2 If ๐ท=1.5 cm, ๐‘š=0 1 mode No TE mode 1 TM mode: TM 0 If ๐ท=5 cm, ๐‘š<3.333 ๐‘š=3 7 modes 3 TE modes 4 TM modes ๐‘š=1 3 modes: TE 1 , TM 0 , TM 1


Download ppt "Two-Plate Waveguide "

Similar presentations


Ads by Google