Стр. 38 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А
38
Как следует из (1.52) и (1.53), условия одномодового режима не зависят
от длины волны. Такой результат является уникальным и представляет значи-
тельный практический интерес.
Однако в реальном гребневом волноводе одномодовый режим полностью
не осуществляется из-за того, что моды двух поляризаций 00 HE и 00 EH имеют
различные фазовые скорости. Вследствие этого сигнал, возбуждающий обе эти
волны, из-за разности задержек и дисперсии будет искажаться.
Как видно из рис. 1.30, дисперсионные характеристики волн 00 HE и
00 EH лишь приближенно можно считать совпадающими. Различие в диспер-
сии волн 00 HE и 00 EH обнаруживается только при строгом расчете гребневого
волновода, например на основе метода частичных областей, когда четверть
гребневого волновода рассматривается как заключенная в идеально проводя-
щий экран (рис. 1.31). Такая математическая модель соответствует двухсторон-
нему гребневому волноводу (рис. 1.32). В зависимости от типа волны стенки
рассматриваемой модели, расположенные в плоскостях ее симметрии, выбира-
ются либо идеально электрическими, либо идеально магнитными.
Рис. 1.30
0 / k β
г0 hk 0
1
1 n
00 EH
00 HE
Рис. 1.31
I II
Рис. 1.32
Поперечное сечение структуры разбивается на две области, представ-
ляющие собой двухслойные передающие линии. Краевые задачи для этих об-
ластей дают базисы для разложения полей собственных волн гребневого волно-
вода. Из граничных условий между областями с использованием ортогонально-
сти собственных функций краевых задач получается система линейных одно-
родных алгебраических уравнений относительно коэффициентов разложения
полей в выделенных областях. Условие нетривиальности ее решений дает дис-
персионное уравнение собственных волн гребневого волновода.
Условия (1.52) – (1.53) одномодового режима работы гребневого волно-
вода являются приближенными. Они могут быть уточнены на основе решения
строгой краевой задачи.
1.15. Профильно-пленочные волноводы
Реальные гребневые волноводы не имеют четких границ, на которых
параметры меняются скачком. На практике границы оказываются плавны-
ми. Поэтому более реальной моделью гребневого волновода является так
называемый профильно-пленочный волновод, изображенный на рис. 1.33.