전자장 Ch03.1 맥스웰 방정식과 일반평면파(General Plane wave, Waveguide)

내용

1. 목차

3.1.1 General Plane Wave Solution( reference Chap1.5)

 : 앞서 여러 번 말했던 듯이 Maxwell’s Equation의 해는 무수히 많고 그 중에서 가장 간단한 것이 Uniform Plane Wave이다. Uniform Plane Wave의 General한 형태 (비스듬한 평면파로써 x, y, z 성분이 모두 남아있는 형태)

 

3.1.2 General Wave guide Solution ( reference Ulaby Chap 8) : transverse plane wave solution, cut off wave number

 : 이번 장에서는 아래의 사진과 같은 z방향으로 propagate하는 EM Field 공식을 유도할 것이다. 이는 Plane Wave를 z축 방향의 도파관 내부로 각도입사 시켰을 때(수직 입사 아님), Transverse Plane Wave Solution을 구할 것이다. 그리고 이때 ‘3.1.1에서 사용했던 k_x,  k_y, k_z 라는 개념’과 ‘E field의 각각의 성분은 서로 독립적인 함수들의 곱형태로 예상 가능하다 라는 개념‘,  ‘Chap1의 각도 반사(Oblique Incidence)에서 사용했던 Wave Impedance, Intrinsic Impedance 개념’을 그대로 가져올 것이다.

 

3.1.3 General TEM, TE, TM Wave Solution (+계산팁 feat Rectangular Waveguide)

 : Cut off wave constant(transverse component), Phase Constant (longitudinal component), Cut off frequency

 

 

 

2. 미시적관점과 거시적관점

(1) 미시적관점 : 평면파

도파관 내부에서 지나가는 파는 사실 미시적관점에선 모두 평면파(Uniform Wave)이다. 

 

이를 도파관 단면도에서 살펴보면 아래와 같다.

 

 

(2) 거시적관점 : 

하지만 이를 도파관 에 수직인 방향으로 파를 잘라보면 간섭무늬형태의 파가 생겨난다.

이를 일반평면파(General Plane wave)라고한다.

 

 

3. 일반 평면파(General Plane Wave) 유도

(1)  평면파 공식

 - 진행 방향이 z축인경우

(2) 진행 방향이 축이 아닌경우

(3) 일반 평면파(도파관 내부)

 

4. 일반 평면파의 해