馈电波导是什么

馈电波导是指用以传送微波、毫米波和亚毫米波的单界面传输器件,可使电磁波形成受约束的导行波。常见的有金属波导和介质波导。

馈电波导是指用以传送微波、毫米波和亚毫米波的单界面传输器件,可使电磁波形成受约束的导行波。常见的有金属波导和介质波导。

馈电波导是什么

定义

馈电波导是指用以传送微波、毫米波和亚毫米波的单界面传输器件。

金属波导

金属波导是指空心的金属管道,具有封闭边界,其横截面可以是矩形、圆形、椭圆形和脊形等。矩形波导应用最为广泛。在波导中存在多种电磁场分布形式,即模式,又称波型。每种模式均有一截止波长,在频域则对应为截止频率。理想条件下,某一模式的频率高于其截止频率时可无衰减地通过波导;反之,则不能传播而消失。金属波导具有。高通滤波器。的特性。可传播模式是色散的,即电磁波等相面沿传播方向的行进速度(相速)与频率有关。频率不同相速也不同的现象称为色散。在传播方向电场分量为零的模式称为横电波,或磁波;在传播方向磁场分量为零的模式称为横磁波,或电波;还有二者组成的混合模式。其截止波长分别与波导横截面的几何形状和尺寸有关,对同一模式,尺寸越小,截止波长越小。波导横截面几何尺寸一定时,截止波长最长(截止频率最低)的模称为主模,或基模,其他的模则称为高次模。由于在截止频率以上的频率范围内,主模是唯一的传输模,可保证以单一的模式传输,故主模是实际工作中最常用的传输模式。几种常用的金属波导及其主模电磁场结构如图所示。制造金属波导的材料常用的有铜、铝,也有采用殷钢和钢的,可根据不同应用场合和波段选择使用。为减少反射损耗,波导内壁要求具有小的公差和高的光洁度;为减少导体损耗,波导内壁可镀银或镀金。若需两段或更多段波导连接时,其接头处应防止微波功率泄漏。波导应具有防潮、防霉、防盐雾、防尘等性能,有些波导连接法兰刻有扼流槽,接头加密封圈或密封胶,波导内充氮气等。

介质波导

介质波导是一种非金属开放边界波导,故又称开波导。其间电磁波以表面波的形式导行,即场强在垂直于波导边界界面的方向上呈指数衰减,因而大部分电磁能量集中沿波导界面附近空间传播。介质波导中仅存在有限个可传输模,不能传播的模式的频谱则是连续的。电磁波的波长越短,波能量在波导界面上越集中,所需波导尺寸也越小。介质波导在毫米波、亚毫米波及光波中广为采用。介质波导种类甚多,最简单的是具有圆形或矩形横截面的介质长棒。光纤属封闭型圆形介质波导,柔软可弯曲(见光纤基本结构)。将一矩形介质棒紧贴在一金属接地板上,可构成矩形介质镜像波导。接地板产生棒的镜像,使某些模的传输特性与矩形介质波导的完全相同,其结构很适用于毫米波集成电路。在此基础上,派生出隔离介质波导和倒置带状介质波导等。

更为广义的概念是:凡用来引导电磁波的器件均称波导。据此,同轴电缆、微带、带状线、槽线、鳍线以及其它导波结构均在波导之列。

主要性能指标

波导的主要性能指标包括结构及几何尺寸,工作频率范围,传输模式,截止波长(频率),尺寸公差,损耗,驻波比。

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