Волноводы

Поскольку наличие внутреннего проводника и полиэтиленовой изоляции в коаксиальном кабеле делает невозможным использование кабеля для передачи энергии СВЧ при длине волны менее 10 см, то становится очевидным, что в таких случаях необходимо использовать линию передачи, не имеющую внутреннего проводника. Такая линия называется волноводом. Волновод представляет собой полую латунную трубу с посеребренной или позолоченной внутренней поверхностью. При использовании волноводов сохраняются все преимущества, присущие коаксиальным линиям. Благодаря отсутствию внутреннего проводника и диэлектрика, в волноводе исключены потери энергии, ограничивающие применение коаксиальных кабелей.

Принцип передачи энергии по волноводу основан на свойствах длинных линий. Если к проводам длинной линии подключить четвертьволновый короткозамкнутый отрезок линии, то это не повлияет на работу линии, т. к. входное сопротивление этого отрезка бесконечно велико (рис. 3.3.2).

Рис. 3.3.2. Принцип передачи энергии по волноводу

Увеличивая количество таких четвертьволновых отрезков, можно получить сплошную конструкцию длинной линии прямоугольного сечения – волновод (рис. 3.3.3).

Рис. 3.3.3. Волновод

Для каждого волновода существует критическая длина волны λ_кр, при которой возможна передача СВЧ энергии. Величина критической длины волны λ_кр определяется размером широкой стенки волновода (b):

λ_кр = 2 b;

Таким образом, для передачи электромагнитной энергии размер “ b ” широкой стенки волновода должен составлять не менее половины длины волны передаваемых колебаний.

Если длина волны передаваемых колебаний будет больше критической, то длина короткозамкнутых отрезков длинной линии, образующих стенки волновода, окажется меньшей, чем λ/4, и величина входного сопротивления каждого такого отрезка уже не будет бесконечно большой. Входное сопротивление короткозамкнутых отрезков станет недопустимо малым, и электромагнитная энергия вдоль волновода распространяться не будет.

Дата добавления: 2014-01-06