Wissenschaftliche Forschungsberichte: Einführung in die Mikrowellenphysik

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Die Phasengeschwindigkeit der Hohlrohrwelle in z-Richtung übersteigt die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Eine schräg auf die Seitenwände treffende Planwelle bewegt sich entlang der Wand schneller als in der Ausbreitungsrichtung. Ein variierendes elektrisches Feld ist stets mit einem magnetischen Feld verbunden, das senkrecht zur elektrischen Komponente steht. Für ebene Wellen im Vakuum gilt H = 1/ε E. Die magnetische Feldstärke H lässt sich in die Komponenten Hx und Hy zerlegen, wobei an der vertikalen Wand unterschiedliche Grenzbedingungen bestehen. Hx verschwindet als senkrechte Komponente und wird unter dem Phasensprung reflektiert, während Hy an der Oberfläche endliche Werte hat und somit keinen Phasensprung bei der Reflexion erfährt. An einem Punkt des Hohlrohres ergibt sich die resultierende magnetische Feldstärke aus der Summe von einfallender und reflektierter Welle. Dies führt zu einem vollständigen Feldlinienbild der Hohlrohrwelle, das in den Abbildungen des Hohlleiters dargestellt ist. Im Gegensatz zur Planwelle im freien Raum weist die Hohlrohrwelle auch longitudinale Felder auf, insbesondere magnetische.