Волноводы.

В аппаратуре сантиметровых и миллиметровых волн в качестве линий передачи наибольшее применение находят волноводы, представляющие собой полые металлические трубы из хорошо проводящего металла. Наиболее распространенными являются волноводы прямоугольного и круглого поперечного сечения. Толщина стенок волновода выбирается из условий механической прочности, а внутренняя поверхность для уменьшения потерь иногда покрывается тонким слоем серебра или золота.

В связи с отсутствием внутренних изоляторов и центрального провода относительно малого сечения волноводы обеспечивают передачу энергии с меньшими потерями, чем в коаксиальных линиях.

Для передачи электромагнитных волн по волноводу нет необходимости во втором проводнике (как в случае коаксиального кабеля), так как направляемые волны образуются вследствие многократного отражения от его стенок.

В волноводе возможны различные структуры (типы) электромагнитного поля. На рис. 2.7 для примера показана структура поля для некоторого момента в наиболее широко применяемом прямоугольном волноводе при распространении в нем волны типа H ₁₀.

Рис. 2.7. Прямоугольный волновод (а) и структура поля в нем при волне типа Н ₁₀: в плоскостях xoy (б); xoz (в); yoz (г)

Особенностью волновода является то, что по волноводу заданных поперечных размеров нельзя передавать колебания, длина волны которых больше некоторой критической волны l_кр. Для упомянутой выше волны типа Н ₁₀(при воздушном заполнении)

l_кр = 2 а,

где а — размер широкой стенки волновода.

В волноводе бесконечной длины или ограниченных размеров, но с согласованной на конце нагрузкой, так же как и в двухпроводной линии, устанавливается режим бегущих волн, характеризующийся наибольшим КПД передачи электромагнитной энергии по волноводу и отсутствием перенапряжений, возникающих в пучностях в режиме стоячих волн.

Для возбуждения волн внутрь волновода обычно помещается небольшой проводник — «штырек», располагаемый перпендикулярно широкой стенке волновода.

Для того чтобы электромагнитные волны внутри волновода распространялись в одном направлении, конец волновода, вблизи которого располагается источник, закрывается стенкой или поршнем. Расстояние от стенки до источника берется равным приблизительно четверти длины волны в волноводе.

Дата добавления: 2015-07-16