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工业微波设备的波导及其特性


时间:2016-04-21 15:10

波导是大部分客户容易忽略又难以理解的一个器件,现在我们就解释一下它的作用与分类。

微波的产生、传输都需要波导,他是微波段传输电磁波能量的主要器件,依靠各种截面形状的波导可以完成微波传输、相互传输耦合、以及完成改变传输方向等传输任务。从能量损耗角度来说,电磁场被闲置在波导的空间内,因此,拨到传输不存在辐射损耗,仅在波导壁上会有面电流的少量热损耗。电磁波有各种频率模式,称为横电磁波(TEM波)以及横电波(TE波)以及横磁波(TM波)。一般波导中不能传播TEM波,从传输电磁波模式来说,波导尺寸确定后只有频率高于最低截止频率的模式才能得到传输,一般情况,给定的波导中,有可能存在不同频率的几种模式传播,但实际上这些高次模式很快被衰减,只剩下主模在传输,因此特别需要选择合适的波导尺寸。

以矩形波导为例,从形状和功能上区分,可有:

(一)矩形直波导

矩形直波导是指矩形截面的长直空金属管。输入的微波以一定的入射角入射,在波导壁面上反射,以合成波形式沿波导轴向(z方向)进行。

(二)矩形曲波导,弯波导和扭波导

这类波导是在矩形直波导的基础上改变电磁波在波导中的传输方向,这种波导如果设计上或生产过程中存在误差,容易引起拨到系统的失配

(三)环形器

环形器是一种非可逆的微波传输部件,它由多个臂组成,每个臂相当于一个微波传输支路,他们围绕中央形成一个环形布局,可以是顺时针方向也可以是逆时针方向。环形器的单向通行特性有赖于其中的铁氧材料的法拉第旋转效应,结构和材料都较复杂。

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