Техническая электродинамика (стр. 12 из 16)
Характер распространения волн в прямоугольном волноводе можно определить методом парциальных волн. Как известно, направление и плотность потока электромагнитной энергииопределяется векторным произведением полей 
и 
. Вектор Умова - Пойнтинга ориентирован нормально к плоскости, в которой расположены векторы напряженности этих полей.
Решая уравнения Максвелла для полого волновода, можно показать, что распространение волн возможно лишь при наличии продольной составляющей: поля
или 
.Последнее указывает на наклонное положение фронта волны, в плоскости которого находятся векторы
и ,что является признаком движения электромагнитной энергии под некоторым углом к оси волновода. В соответствии с законами электродинамики следует сделать вывод, что перемещение энергии вдоль волновода имеет зигзагообразный характер,обусловленныймногократным отражением фронта волны от противоположных стенок (рис.1.) 
Рис.1
Волны подобного типа принято называть поперечными электрическими "Н" или ("ТЕ"), когда отсутствует продольная компонента вектора , и поперечно-магнитными - "Е" или (“ТМ”) волнами, когда нет составляющей магнитного поля в направлении оси.
(Наличиепродольных составляющих Еz и Нz, одновременно может означать лишь суперпозицию двух независимых и самостоятельных волн “Е” и “Н”).
Движение фронта волны всегда происходит в направленииперпендикулярном к его плоскости (то есть плоскости взаимного расположения векторов и ) со скоростью, равной скорости света в данной среде.
Зигзагообразное распространение волны с той же скоростью в волноводе должно означать замедление ее распространения в направлении оси. Скорость движения сигнала вдоль волновода называется групповой и может быть выражена через угол наклона фронта волны θ к продольной оси как:
Расстояние между соседними максимумами (гребнями)волны,измеренное вдоль оси, не будет кратчайшим, если имеет место указанный наклон фронта, то есть:
Следовательно, длина волны в волноводе (λв),измеряемая как интервал между гребням на его оси (или стенке), отличается от длины волны в свободномпространстве:
Скорость осевого перемещения гребня, называемая фазовой скоростью, в силу постоянства частоты сигнала может быть найдена просто:
Таким образом, скорость сигнала и скорость перемещения точек его постоянной фазы вдоль линии (то есть скорость точки пересечения гребня волны с осью или стенкой линии) в полом волноводе оказываются различной. При этом имеют место соотношения:
, 
, 
.Изложенные выше рассуждения можно иллюстрировать рис.1, где пунктирной линией показано направление движения фронта плоской волны.
Распространение электромагнитной энергии внутри волновода происходит в соответствии с законами электродинамики,согласно которым, в частности, тангенциальная составляющая электрического поля и нормальная составляющая магнитного поля у идеально проводящей поверхности не могут существовать:
; 