Elliptische Polarisation und Wellenleiter

Es ist bekannt, dass ein generisches harmonisches elektrisches Feld, das sich im freien Raum ausbreitet, eine elliptische Polarisation hat (wenn Sie den Beweis lesen wollen, schauen Sie sich das an , Folien 72 - 99).

Meine Frage ist: Was ist mit der Polarisation von E- und H-Feldern in einem Wellenleiter oder einer Übertragungsleitung? Ich habe immer über elliptische, zirkulare und lineare Polarisation für elektromagnetische Wellen im freien Raum gelesen, aber ich habe noch nie etwas gehört / gefunden, das sich auf geführte Wellen bezieht. Ich werde also sagen, dass Wellen in Wellenleitern einfach linear polarisiert sind. Aber:

  • Ich weiß nicht, ob das stimmt. Ich habe auch nie den Satz "Wellen in Wellenleitern haben lineare Polarisation" gelesen.

  • Ich verstehe nicht, warum wir in Wellenleitern keine elliptische Polarisation haben können. Wie Sie den Folien entnehmen können, ergibt sich daraus das harmonische Verhalten von E- und H-Feldern, das durch die Wellengleichungen beschrieben wird. Theoretisch gilt das auch für Wellenleiter...

Antworten (1)

Lassen Sie uns zunächst Ihre Fragen direkt beantworten und dann Ihr Missverständnis ansprechen:

Ich werde also sagen, dass Wellen in Wellenleitern einfach linear polarisiert sind

Das kann nicht sein. Wie würden Sie in einem runden Wellenleiter, wie einem Rundrohrwellenleiter oder ganz prominent einem Koaxialkabel, irgendwelche Randbedingungen mit einer linear polarisierten Welle (zumindest in kartesischen Koordinaten) erfüllen?

Sie können sehr gut einen Wellenleiter mit zB einer zirkularen Polarisation haben; Wenn Sie beispielsweise eine Satellitenschüssel öffnen (Satellitenfernsehen ist zirkular polarisiert), gibt es Teile des Wellenleitersystems, die linear polarisiert sind (weil das mit einem Monopol leicht zu erfassen ist) und Teile, die zirkular polarisiert sind, und da ist der Übergang zwischen den beiden.

Hier ist also nichts zu sehen: Falsche Behauptung, lässt sich nicht begründen.

Polarisation ist etwas, das Sie anhand der Richtung des E-Felds definieren.

Bei der Ausbreitung im freien Raum ist das einfach: Eine ebene Wellenfront hat zu jedem Zeitpunkt und an jedem Punkt genau eine Richtung des E-Felds.

Es funktioniert nicht, wenn sich in Ihrem Wellenleiter ein Modus ausbreitet, der mehr als eine Halbwellenbreite hat. Moden höherer Ordnung kann in der Regel überhaupt keine Polarisation zugeordnet werden; nicht einmal eine elliptische. Der Begriff Polarisierung trifft nicht zu!

Vielen Dank für Ihre Antwort. Jetzt ist es klarer, aber ich verstehe nicht, was Sie mit dem Satz "Bei der Ausbreitung im freien Raum ist das einfach: Eine ebene Wellenfront wird zu jedem Zeitpunkt und an jedem Punkt genau eine Richtung des E-Felds haben" meinen. Im Falle einer elliptischen Polarisation dreht sich die Richtung von E mit der Zeit, also ändert sie sich, also was meinst du mit dieser Aussage? Außerdem verstehe ich nicht, warum dieses Konzept nicht für Moden mit mehr als einer Halbwellenbreite funktioniert.
Lesen Sie den Satz zweimal: "zu einem bestimmten Zeitpunkt und zu einem bestimmten Zeitpunkt".
Meinen Sie bei "Moden mit mehr als einer Halbwellenbreite", dass die Wellenleiterabmessungen größer als Lambda / 2 sind?
Vielleicht habe ich es verstanden: Es liegt im Grunde daran, dass das E-Feld nicht in jeder ebenen Wellenfront gleichmäßig ist, sondern ein Wellenverhalten hat, das seine Richtung entlang dieser Wellenform ändert. Können wir also in wenigen Worten sagen, dass es an der Tatsache liegt, dass wir in Wellenleitern ungleichmäßige ebene Wellen haben?
Elliptische Polarisation und Wellenleiter
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