规则波导

规则波导是无限长均匀直波导,即横截面几何形状和尺寸、壁结构及媒质分布在轴线方向均不改变的波导。又称均匀波导。

规则波导基本信息

中文名 规则波导 外文名 regularwaveguide

规则波导[1]是无限长均匀直波导,即横截面几何形状和尺寸、壁结构及媒质分布在轴线方向均不改变的波导,见图。又称均匀波导。

根据其横截面形状不同有矩形波导、圆形波导、脊形波导、椭圆波导、三角形波导等。前两种应用最多。

规则波导造价信息

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江苏宝幸

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PLC平面波导型光纤分路器 品种:PLC平面波导型光纤分路器;规格:1分64(SC/FC/ST接口);型号:S970A-64; 查看价格 查看价格

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①规则波导中的电磁场[2]在横截面上的分布是一种驻波状态,而沿波导轴(z向)的分布是一种行波状态,也就是说,规则波导中的电磁场对横截面坐标和纵向坐标有着单独的依赖关系,即可表示成

因此,规则波导中的电磁场问题可分作两部分来研究,即研究波导横截面上场的结构或图形(横向问题)和研究这种场结构滑波导轴向传输的基本特性(纵向问题)。

②规则波导中电磁波传播的模式可分成TE模和TM模,它们又包括无穷多个结构不同的波型,构成规则波导的正交完备模系。③规则波导中的电磁场问题可以化为纵向场标量亥姆霍兹方程的求解来处理。

规则波导1.1定义

波导(WAVEGUIDE),用来定向引导电磁波的结构。常见的波导结构主要有平行双导线、同轴线、平行平板波导、矩形波导、圆波导、微带线、平板介质光波导和光纤。从引导电磁波的角度看,它们都可分为内部区域和外部区域,电磁波被限制在内部区域传播(要求在波导横截面内满足横向谐振原理)。

通常,波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导,前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内,又称封闭波导;后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围,又称开波导。当无线电波频率提高到3000兆赫至300吉赫的厘米波波段和毫米波波段时,同轴线的使用受到限制而采用金属波导管或其他导波装置。波导管的优点是导体损耗和介质损耗小;功率容量大;没有辐射损耗;结构简单,易于制造。波导管内的电磁场可由麦克斯韦方程组结合波导的边界条件求解,与普通传输线不同,波导管里不能传输TEM模,电磁波在传播中存在严重的色散现象,色散现象说明电磁波的传播速度与频率有关。表面波波导的特征是在边界外有电磁场存在。其传播模式为表面波。在毫米波与亚毫米波波段,因金属波导管的尺寸太小而使损耗加大和制造困难。这时使用表面波波导,除具有良好传输性外,主要优点是结构简单,制作容易,可具有集成电路需要的平面结构。表面波波导的主要形式有:介质线、介质镜像线、H-波导和镜像凹波导。

规则波导1.2基本特征

电磁波在波导中的传播受到波导内壁的限制和反射。波导管壁的导电率很高(一般用铜、铝等金属制成,有时内壁镀有银或金),通常可假定波导壁是理想导体,波导管内的电磁场分布可由麦克斯韦方程组结合波导的边界条件来求解。波导管内不能传输TEM波,电磁波在波导中的传播存在着严重的色散现象。波导中可能存在无限多种电磁场的结构或分布,每一种电磁场的分布称为一种波型(模式),每一种波型都有对应的截止波长和不同的相速。横截面均匀的空心波导称为均匀波导,均匀波导中电磁波的波型可分为电波(TE模)和磁波(TM模)两大类。

规则波导常见问题

  • 什么是波导线 波导线的简介

    波导线,也称之为花边或边线等,主要用在地面周边或者过道玄关等地方。一般为块料楼(地)面沿墙边四周所做的装饰线;宽度不等。楼地面做法中加入与整体地面颜色不同的线条以增加设计效果。

  • 波导是什么东西

    波导(WAVEGUIDE),用来定向引导电磁波的结构。在电磁学和通信工程中,波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。但最初和最常见的意思是指用来传输无线电波的空心金属管。这种波导主要用作...

  • 通风中的波导管 波导窗是什么东西?

    通风中的波导管 波导窗是什么东西? 答:带有电磁的管道和窗户

规则波导文献

微波技术与天线-第二章规则金属波导 微波技术与天线-第二章规则金属波导

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微波技术与天线-第二章规则金属波导

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什么是波导线我家需要走波导线吗 什么是波导线我家需要走波导线吗

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在现代装饰设计中,波导线使用频率非常高,无论是家居环境、办公场所还是商场中 都能见到。不过,也有很多朋友还是第一次听说这个名词。所以,波导线是啥呀? 一、什么是波导线? 1、波导线是一种瓷砖产品,主要是 镀金和微晶 平面两种。它选用的颜色一般较深, 上面会有比较复杂的图案设计。波导线的外形和用来铺设地板和墙壁的砖石产品区别很明 显,能够起分割功能区、加强视觉层次感的作用。 2、波导线一般是安装在客厅或大厅地面上,也可以安装在背景墙上。经过波导线的 装饰,能够让房间整体效果 显得更有艺术韵味 。而且使用了波导线之后,还能调节地砖和 墙砖规格,达到节省原理的效果。也能让施工变得更容易。 3、波导线又叫波导线,主要用在瓷砖与墙面的一小段宽度处或者玄关处给地面起装 饰作用,波导线宽度一般在 150mm 左右,最小不小于 100mm ,最大不大于 250mm 。 4、如果房子大的话,在客厅也可以做两

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通常,波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导,前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内,又称封闭波导;后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围,又称开波导。

介质波导采用固体介质杆而不是空心管。光导纤维是在光频率工作下的介质波导。微带、共面波导、带状线或同轴电缆等传输线也可以认为是波导。

当无线电波频率提高到3000兆赫至 300吉赫的厘米波波段和毫米波波段时,同轴线的使用受到限制而采用金属波导管或其他导波装置。波导管的优点是导体损耗和介质损耗小;功率容量大;没有辐射损耗;结构简单,易于制造。波导管内的电磁场可由麦克斯韦方程组结合波导的边界条件求解,与普通传输线不同,波导管里不能传输 TEM模,电磁波在传播中存在严重的色散现象,色散现象说明电磁波的传播速度与频率有关。表面波波导的特征是在边界外有电磁场存在 。其传播模式为表面波。在毫米波与亚毫米波波段,因金属波导管的尺寸太小而使损耗加大和制造困难。这时使用表面波波导,除具有良好传输性外,主要优点是结构简单,制作容易,可具有集成电路需要的平面结构。表面波波导的主要形式有:介质线、介质镜像线、H-波导和镜像凹波导。

金属管波导中的电磁波可以想象为沿Z字形路径在波导中行进,在波导的壁之间来回反射。对于矩形波导的特殊情况,可以立足于这种观点的精确分析。在介质波导中的传播也可以同样的方式看待,波被电介质表面的全内反射限制在电介质的内部。一些结构,如无辐射介质波导和高保线,使用金属壁和电介质表面来限制波。

历史

1930年在理论上就对电磁波在圆波导管内传输时,衰减系数将随工作频率的增加而无限制地减少的特性作出论断。20世纪50年代,美国贝尔研究所就有关圆场型电磁波TE01波的实用价值进行了实验。证明TE01波在圆波导管中传输比其它场型的电磁波衰耗都小,且选用50GHz左右频段时,圆波导横截面尺寸适中,工程上容易实现,只是在传输中波导转弯、波导管几何尺寸加工误差、以及法兰盘安装的不规则等,均将导致衰耗增大。而不规则性导致波型变换产生的伴流、色散引起的时延失真,也将使多路通信的噪声功率增加。不过,只要提高波导管内壁光洁度的等级,减小加工尺寸公差,就可使伴流减小或消除;在中继站或终端站设备上加装群时延均衡器,则可抵消波导色散失真;此外采用螺旋波导与介质膜波导用以分离TE01与简并波型相速,并给其它非TE01波型以较大衰耗,还可使TE01波衰耗起伏较小,产生较小伴流。上述方法将可使圆波导传输中的技术问题基本得到解决。在20世纪60年代美、英、日、德和苏联等国都陆续对波导通信系统进行了现场试验,70年代圆波导传输的再生中继距离已达到40~50km。不过,从70年代初起,同轴电缆的通信容量已达到每系统万路,并相继出现了大容量的微波和光纤通信系统,而城市市话局间以及长途电话业务的需要却均未达到几十万路的量级。波导通信系统虽在技术上堪称先进,但在每系统万路条件下,与同轴、微波和光纤通信系统相比仍不经济,因而未能及时投入商用。

定义

波导通信是一种利用毫米波频段TE01场型的电磁波在圆波导管内(采用中继再生的方式)进行长距离传输的通信手段。

毫米波

毫米波波长包括10毫米到1毫米,相应频率为30千兆赫到300千兆赫。这是一个很宽的工作频段。传输容量很大。毫米波通信有两种方式。一种是毫米波大气传输方式,它是类似于微波中继系统的毫米波空中通信;另一种是波导通信,毫米波通过特殊金属管(波导管)传输

毫米波有很大的通信容量,但在大气中传播时,受到水蒸汽、氧和雨水的吸收作用,会产生严重的衰落,甚至引起通信中断;而在波导管中传输电磁波能量的衰耗很小,而且比较恒定,传输质量可得到保证。尽管波导通信投资较大但毫米波有用频段宽,通信容量可达十万路双向电话或百余个双向电视节目。在经济上还是有利的。

调制方式

波导通信长距离传输时一般采用脉码调制方式,短距离传输可采用调频制或调幅制。

弯波导和扭波导

在雷达或波导干线中常采用弯波导,以便按要求的角度改变波导的方向。在电场平面内弯曲的波导称为 E面弯波导(图2a),在磁场平面内弯曲的波导称为H面弯波导(图2b)。使用扭波导(图2c)可以改变传输波型的极化平面而保持波导的原方向不变。波导弯曲或扭转部分的截面略有变形就会使传播常数与未变形波导有所不同,从而引起失配。为使失配影响最小,弯波导或扭波导的长度可选为半波长的整数倍。

软波导

在波导线路中的某些位置有时采用弯波导或扭波导等作刚性连接不很方便,则可采用软波导,以起"软关节"连接的作用。它在馈线系统中还能调节因温度变化引起的馈线伸缩,对振动、转动起缓冲和稳定作用,使传输线路有一定的灵活性。软波导常用波纹金属管制成,其截面形状有圆、椭圆和矩形等,其中椭圆软波导也常作为主馈线使用。

阻抗变换元件

最基本的波导电抗单元有波导阶梯、膜片、销钉和螺钉等。波导中的不均匀性类似于能量存储器。膜片配置于波导横截面上,有对称、不对称和单片等型式。电容膜片可存储电能,等效电纳为容性。电感膜片和销钉可存储磁能,等效电纳为电感性。螺钉是可调电抗性元件,调节插入波导的深度可使电纳从电容性到电感性连续改变。但螺钉插入过深会引起损耗、击穿和打火等现象,因而这种可调螺钉一般只作为可调容抗元件使用。

波导接头

在众多的波导元件之中,各种类型的波导接头常常起核心作用。它可以将多个波导元件连接在一起构成微波电路,使电磁波的几种波型的功率按一定比例关系分配在各种元件之间。由波导元件连接成的微波电路不仅取决于它所包含的元件及其连接方式,还与接头的几何结构有关。

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