PENDAHULUAN UNTUK Waveguide TEORI DAN APLIKASI Bahwa

PENDAHULUAN UNTUK Waveguide TEORI DAN APLIKASI
Bahwa bagian dari spektrum elektromagnetik yang jatuh antara 1000 MHz dan 100.000 MHz disebut
sebagai wilayah microwave. Sebelum membahas prinsip-prinsip dan aplikasi frekuensi gelombang mikro,
arti dari istilah microwave seperti yang digunakan dalam modul ini harus ditetapkan. Di permukaan,
definisi dari microwave akan tampak sederhana karena, dalam elektronik, awalan "mikro" biasanya
berarti sepersejuta bagian dari suatu unit. Mikro juga berarti kecil, yang merupakan istilah relatif, dan
digunakan dalam pengertian itu dalam modul ini. Microwave adalah istilah yang diterapkan secara
longgar untuk mengidentifikasi gelombang elektromagnetik di atas di frekuensi 1000 megahertz karena
fisik pendek panjang gelombang frekuensi tersebut. Energi gelombang pendek menawarkan keuntungan
yang berbeda dalam banyak aplikasi. Sebagai contoh, excellent directivity dapat diperoleh dengan
menggunakan antena relatif kecil dan pemancar berdaya rendah. Fitur-fitur ini sangat ideal untuk
digunakan baik dalam militer dan sipil radar dan aplikasi komunikasi. Antena kecil dan komponen kecil
lainnya dimungkinkan oleh frekuensi gelombang mikro aplikasi. Ini merupakan pertimbangan penting
dalam perencanaan peralatan kapal dimana ruang dan berat badan merupakan masalah utama.
Penggunaan frekuensi microwave sangat penting dalam desain kapal radar karena memungkinkan
pendeteksian target yang lebih kecil.
Frekuensi microwave sekarang masalah-masalah khusus dalam transmisi, generasi, dan desain sirkuit
yang tidak ditemui pada frekuensi yang lebih rendah. Teori rangkaian konvensional didasarkan pada
tegangan dan arus sementara teori gelombang mikro didasarkan pada medan elektromagnetik. Konsep
interaksi medan elektromagnetik tidak sepenuhnya baru, karena medan elektromagnetik yang
membentuk dasar dari semua teori antena. Namun, banyak mahasiswa elektronik menemukan teori
medan elektromagnetik sangat sulit untuk memvisualisasikan dan memahami. Modul ini akan
menyajikan prinsip-prinsip teori gelombang mikro yang paling sederhana mungkin, tetapi banyak konsep
masih agak sulit untuk benar-benar memahami. Oleh karena itu, Anda harus menyadari bahwa modul ini
akan memerlukan studi yang sangat berhati-hati bagi Anda untuk benar memahami teori microwave.
Modul ini akan memperlihatkan kepada anda solusi untuk masalah yang dihadapi pada frekuensi
gelombang mikro, yang diawali dengan transmisi energi gelombang mikro dan terus berlanjut sampai ke
waveguides dalam bab 1. Bab-bab selanjutnya akan mencakup teori gelombang mikro operasi
komponen, sirkuit, dan antena.
Apakah Q.1 daerah spektrum frekuensi dari 1000 MHz sampai 100.000 MHz disebut?
Microwave Q.2 teori ini didasarkan pada konsep apa?
Teori Waveguide 1
Dua-kawat Jalur transmisi yang digunakan dalam rangkaian konvensional tidak efisien untuk
mentransfer energi elektromagnetik pada frekuensi gelombang mikro. Pada frekuensi ini, energi kabur
oleh radiasi karena ladang tidak terbatas ke segala arah, seperti digambarkan pada Gambar 1-1. Garis
coaxial lebih efisien dari dua baris kawat untuk mentransfer energi elektromagnetik karena ladang
benar-benar dibatasi oleh konduktor, seperti digambarkan pada Gambar 1-2.
Gambar 1-1. - Fields terbatas hanya dalam dua arah.
Gambar 1-2. - Fields terkurung di segala penjuru.
Waveguides adalah cara yang paling efisien untuk mentransfer energi elektromagnetik. Dasarnya
koaksial WAVEGUIDES baris tanpa pusat konduktor. Mereka dibangun dari bahan konduktif dan bisa
persegi panjang, lingkaran, atau elips dalam bentuk, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-3.
Gambar 1-3. - Waveguide bentuk.
Waveguide Keuntungan
Waveguides memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan dua kawat dan jalur transmisi
koaksial. Sebagai contoh, area permukaan besar akan sangat mengurangi waveguides TEMBAGA (I 2 R)
KERUGIAN. Dua jalur transmisi kawat tembaga memiliki kerugian besar karena mereka memiliki luas
permukaan yang relatif kecil. Luas permukaan konduktor luar dari kabel koaksial besar, tapi luas
permukaan konduktor dalam relatif kecil. Pada frekuensi microwave, arus-daerah membawa konduktor
dalam terbatas pada lapisan yang sangat kecil pada permukaan konduktor oleh suatu tindakan yang
disebut EFEK KULIT.
Efek kulit cenderung meningkatkan resistansi efektif konduktor. Meskipun perpindahan energi dalam
kabel koaksial disebabkan oleh gerakan medan elektromagnetik, besarnya bidang dibatasi oleh ukuran
daerah membawa arus dari konduktor dalam. Ukuran kecil konduktor pusat bahkan lebih jauh dikurangi
dengan efek kulit dan energi transmisi dengan kabel koaksial menjadi kurang efisien daripada oleh
waveguides. KERUGIAN dielektrik juga lebih rendah daripada di waveguides dua kawat dan jalur
transmisi koaksial. Dielektrik kerugian dalam dua-baris koaksial kawat dan disebabkan oleh pemanasan
insulasi antara konduktor. Isolasi dielektrik berperilaku sebagai sebuah kapasitor yang dibentuk oleh dua
kawat dari saluran transmisi. Tegangan potensial di dua kawat penyebab pemanasan dielektrik dan
menghasilkan daya yang hilang. Dalam aplikasi praktis, yang sebenarnya rincian insulasi antara
konduktor dari saluran transmisi lebih sering masalah daripada adalah kerugian dielektrik.
Breakdown ini biasanya disebabkan oleh tegangan stasioner paku atau "node" yang disebabkan oleh
gelombang berdiri. Berdiri gelombang stasioner dan terjadi ketika bagian dari energi yang merambat di
dalam garis tercermin oleh ketidaksesuaian impedansi dengan beban. Potensi tegangan gelombang yang
berdiri pada titik-titik besar terbesar bisa menjadi cukup besar untuk memecah isolasi antara saluran
transmisi konduktor.
Dielektrik dalam waveguides adalah udara, yang memiliki jauh lebih rendah daripada konvensional
kehilangan dielektrik bahan isolasi. Namun, waveguides juga tunduk pada dielektrik kerusakan yang
disebabkan oleh gelombang berdiri. Berdiri gelombang waveguides lengkung yang menyebabkan
menurunkan efisiensi perpindahan energi dan dapat sangat merusak Waveguide. Juga karena medan
elektromagnetik benar-benar terkandung dalam Waveguide, disimpan kerugian radiasi sangat rendah.
Kemampuan penanganan Power-keuntungan lain waveguides. Waveguides dapat menangani lebih
banyak kekuatan daripada garis koaksial dengan ukuran yang sama karena daya kemampuan
penanganan secara langsung berkaitan dengan jarak antara konduktor. Gambar 1-4 menggambarkan
jarak antara konduktor yang lebih besar dalam Waveguide.
Gambar 1-4. - Perbandingan antara jarak pada kabel koaksial dan Waveguide melingkar.
Dalam pandangan keuntungan waveguides, Anda akan berpikir bahwa seharusnya waveguides satusatunya jenis jalur transmisi yang digunakan. Namun, waveguides memiliki beberapa kekurangan yang
membuat mereka praktis untuk digunakan hanya pada frekuensi gelombang mikro.
Waveguide Kekurangan
Ukuran fisik adalah utama frekuensi rendah pembatasan waveguides. Lebar dari suatu Waveguide harus
kira-kira setengah panjang gelombang pada gelombang frekuensi yang akan diangkut. Sebagai contoh,
sebuah Waveguide untuk digunakan pada 1 megahertz akan menjadi sekitar 500 meter lebar. Hal ini
membuat penggunaan waveguides pada frekuensi di bawah 1000 megahertz semakin praktis. Rentang
frekuensi yang lebih rendah dari sistem apapun yang menggunakan waveguides dibatasi oleh dimensi
fisik waveguides.
Waveguides sulit untuk menginstal karena mereka kaku, berbentuk pipa cekung. Khusus kopling pada
sendi yang diperlukan untuk menjamin pengoperasian yang semestinya. Juga, bagian dalam permukaan
waveguides sering dilapisi dengan perak atau emas untuk mengurangi efek kulit kerugian. Persyaratan
ini meningkatkan biaya dan mengurangi kepraktisan dari pada setiap sistem Waveguide selain frekuensi
gelombang mikro.
Q.3 Mengapa garis koaksial lebih efisien pada frekuensi gelombang mikro dari dua jalur transmisi kawat?
Q.4 bahan macam apa harus digunakan dalam pembangunan waveguides?
Q.5 luas permukaan yang besar dari sebuah Waveguide sangat mengurangi kerugian jenis yang sama /
umum di dua kawat dan garis koaksial?
Q.6 Apa yang menyebabkan arus membawa daerah di pusat koaksial konduktor dari sebuah baris untuk
dibatasi untuk lapisan kecil di permukaan?
Q.7 Apa yang digunakan sebagai dielektrik di waveguides?
Q.8 Apa utama frekuensi rendah pembatasan waveguides?
Teori Waveguide 2
Mengembangkan Waveguide dari Parallel Lines
Anda dapat lebih memahami transisi dari Jalur transmisi biasa Waveguide konsep-konsep teori dengan
mempertimbangkan perkembangan Waveguide dari dua kawat saluran transmisi. Gambar 1-5
menunjukkan bagian dari dua kawat saluran transmisi mendukung dua insulator. Di persimpangan
dengan baris, maka isolator harus menunjukkan impedansi yang sangat tinggi untuk tanah untuk
pengoperasian yang semestinya garis. Isolator impedansi rendah jelas akan mengalami hubungan arus
pendek garis ke ground, dan ini adalah apa yang terjadi pada frekuensi sangat tinggi. Insulator biasa
menampilkan karakteristik dielektrik dari suatu kapasitor yang dibentuk oleh kawat dan tanah. Ketika
meningkat frekuensi, impedansi secara keseluruhan menurun. Yang lebih baik frekuensi tinggi insulator
adalah gelombang seperempat bagian Jalur transmisi korsleting pada salah satu ujungnya. Semacam
isolator ditunjukkan pada Gambar 1-6. Impedansi dari sebuah korsleting seperempat bagian gelombang
sangat tinggi di akhir pertemuan terbuka dengan dua kawat saluran transmisi. Isolator jenis ini dikenal
sebagai isolator logam dan dapat ditempatkan di manapun sepanjang dua jalur kabel. Perhatikan bahwa
gelombang seperempat bagian yang insulator hanya pada satu frekuensi. Hal ini sangat membatasi
bandwidth, efisiensi, dan penerapan dari jenis kawat dua baris.
Gambar 1-5. - Dua-kawat saluran transmisi menggunakan isolator biasa.
Gambar 1-6. - Quarter-bagian gelombang Jalur transmisi korsleting pada salah satu ujungnya.
Gambar 1-7 menunjukkan beberapa metalik insulator pada setiap sisi dari dua kawat saluran transmisi.
Karena lebih banyak insulator ditambahkan, setiap bagian membuat kontak dengan berikutnya, dan
Waveguide persegi panjang terbentuk. Garis-garis menjadi bagian dari dinding-dinding Waveguide,
seperti digambarkan pada Gambar 1-8. Energi ini kemudian dilakukan dalam Waveguide hampa
bukannya sepanjang dua kawat saluran transmisi.
Gambar 1-7. - Metalic insulator pada setiap sisi dari dua jalur kabel.
Gambar 1-8. - Membentuk Waveguide dengan menambahkan bagian seperempat-gelombang.
Perbandingan cara kerja medan elektromagnetik pada saluran transmisi dan dalam Waveguide tidak
tepat. Selama perubahan dari dua jalur kabel ke Waveguide, konfigurasi medan elektromagnetik juga
mengalami banyak perubahan. Ini akan dibahas nanti dalam bab ini. Sebagai hasil dari perubahan ini,
Waveguide tidak benar-benar beroperasi seperti dua jalur kabel yang benar-benar didorong oleh
gelombang seperempat bagian. Jika tidak, penggunaan Waveguide akan terbatas pada satu panjang
gelombang frekuensi yang empat kali panjang gelombang seperempat bagian. Bahkan, gelombang
panjang ini tidak bisa lewat efisien melalui waveguides. Hanya sebagian kecil dari rentang frekuensi
gelombang agak lebih pendek (frekuensi tinggi) bisa lulus efisien.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-9, dimensi terluas yang Waveguide disebut "suatu" dimensi
dan menentukan jangkauan frekuensi operasi. Dimensi yang paling sempit menentukan kekuatankemampuan penanganan Waveguide dan disebut sebagai "b" dimensi.
Gambar 1-9. - Pelabelan Waveguide dimensi.
CATATAN: Metode pelabelan tidak waveguides standar dalam semua teks. Metode yang berbeda dapat
digunakan dalam teks-teks lain pada prinsip-prinsip gelombang mikro, tetapi metode ini adalah sesuai
dengan Standar Militer Angkatan Laut (MIL-STD).
Kemampuan Waveguide dimensi yang diberikan untuk mengangkut lebih dari satu frekuensi mungkin
lebih baik dipahami dengan menganalisis tindakan-tindakan yang diilustrasikan pada Gambar 1-10. A
Waveguide dapat dianggap sebagai memiliki atas dan bawah bagian seperempat-gelombang dan bagian
tengah yang merupakan konduktor padat disebut BUS BAR. Dalam pandangan (A), jarak mn adalah sama
dengan jarak pq, dan keduanya sama dengan satu seperempat panjang gelombang (l / 4).
Gambar 1-10A. - Frekuensi efek pada Waveguide. NORMAL OPERASI FREKUENSI
CATATAN: Sepanjang NEETS, 1 / 4 l dan l / 4 yang kedua digunakan untuk mewakili seperempat panjang
gelombang dan digunakan secara bergantian. Juga, l / 2 dan 3 / 2 l akan digunakan untuk mewakili satu
setengah-panjang gelombang dan 1 1 / 2 panjang gelombang, masing-masing.
Jarak np adalah lebar bus bar. Jika keseluruhan dimensi Waveguide tetap konstan, diperlukan panjang
seperempat bagian gelombang frekuensi menurun sebagai meningkat. Seperti digambarkan dalam
pandangan (B), ini menyebabkan lebar bus bar untuk MENINGKATKAN. Dalam teori Waveguide dapat
berfungsi pada jumlah yang tak terhingga frekuensi yang lebih tinggi daripada yang dirancang Frekuensi;
sebagai panjang gelombang setiap seperempat bagian mendekati nol, bus bar terus melebar untuk
mengisi ruang yang tersedia. Namun, dalam praktiknya, sebuah batas frekuensi atas disebabkan oleh
modus operasi, yang akan dibahas nanti.
Gambar 1-10B. - Frekuensi efek pada Waveguide. MENINGKATKAN FREKUENSI
Gambar 1-10C. - Frekuensi efek pada Waveguide. MENURUN FREKUENSI
Jika frekuensi sinyal berkurang begitu banyak bahwa dua seperempat panjang gelombang lebih panjang
daripada lebar dimensi dari sebuah Waveguide, energi tidak akan lagi melewati Waveguide. Ini adalah
batas frekuensi rendah, atau Cut-OFF FREKUENSI, dari suatu Waveguide. Dalam aplikasi praktis, dimensi
lebar dari biasanya 0,7 Waveguide panjang gelombang pada frekuensi operasi. Hal ini memungkinkan
Waveguide untuk menangani berbagai kecil frekuensi baik di atas dan di bawah frekuensi operasi. The
"b" dimensi diatur oleh potensi kerusakan dielektrik, yang biasanya udara. Dimensi berkisar 0,2-0,5
panjang gelombang yang umum untuk "b" sisi dari sebuah Waveguide.
Q.9 Pada frekuensi sangat tinggi, apa karakteristik yang ditampilkan oleh isolator biasa?
Q.10 Jenis isolator bekerja dengan baik pada frekuensi sangat tinggi?
Frekuensi Q.11 jangkauan Waveguide ditentukan oleh dimensi apa?
Q.12 Apa yang terjadi pada bus bar dimensi Waveguide ketika frekuensi dinaikkan?
Q.13 Ketika frekuensi berkurang sehingga dua seperempat panjang gelombang lebih panjang daripada
"sebuah" (lebar) dimensi Waveguide, apa yang akan terjadi?
Teori Waveguide 3
Energi Propagasi di Waveguides
Karena energi ditransfer melalui waveguides oleh medan elektromagnetik, Anda memerlukan
pemahaman dasar tentang teori medan. Kedua magnetik (H FIELD) dan medan listrik (E FIELD) yang
hadir di waveguides, dan interaksi dari bidang ini menyebabkan energi untuk melakukan perjalanan
melalui Waveguide. Tindakan ini paling baik dipahami dengan terlebih dahulu melihat properti dari dua
bidang individu.
E FIELD. - Sebuah medan listrik terjadi ketika perbedaan potensial menyebabkan stres dalam dielektrik
antara dua titik. Medan listrik yang paling sederhana adalah salah satu yang terbentuk antara pelat
sebuah kapasitor ketika satu piring dibuat positif dibandingkan dengan yang lain, seperti yang
ditunjukkan di tampilan (A) gambar 1-11. Stres dibuat dalam dielektrik adalah medan listrik.
Medan listrik diwakili oleh anak panah titik dari positif menuju potensi negatif. Jumlah anak panah
menunjukkan kekuatan relatif dari lapangan. Dalam pandangan (A), misalnya, jarak rata panah
menunjukkan lapangan merata. Untuk memudahkan penjelasan, medan listrik E disingkat lapangan, dan
garis-garis stres disebut E baris.
Gambar 1-11A. - Wikipedia medan listrik. Capacitor
Gambar 1-11B - Wikipedia medan listrik. TRANSMISI TWO-WIRE LINE
Dua-kawat saluran transmisi, diilustrasikan pada Gambar 1-11, view (B), memiliki gelombang berdiri
sesaat tegangan yang diberikan kepadanya oleh generator. Garis adalah hubung pendek pada satupanjang gelombang, pada tegangan positif dan negatif puncak, tetapi anak panah, mewakili masingmasing bidang, titik arah yang berlawanan. Tegangan garis sinusoidal bervariasi. Oleh karena itu,
kepadatan E-garis sinusoidal bervariasi.
Perkembangan di bidang E Waveguide dapat diilustrasikan oleh dua jalur transmisi kawat dipisahkan
oleh beberapa, seperempat-gelombang ganda bagian, yang disebut gelombang setengah bingkai, seperti
digambarkan pada Gambar 1-12. Seperti ditunjukkan, tegangan melintasi dua baris kawat bervariasi
dalam pola gelombang sinus dan kepadatan lapangan E juga bervariasi dalam pola gelombang sinus.
Gelombang setengah frame yang terletak pada titik tegangan tinggi (1) dan (3) memiliki E kuat medan.
Bingkai pada titik tegangan nol (2) tidak memiliki ladang E hadir. Frame (4) memiliki bidang E lemah dan
terletak pada suatu titik antara maksimum dan minimum tegangan. Ilustrasi ini adalah penumpukan ke
tiga-dimensi aspek bidang E penuh dalam Waveguide.
Gambar 1-12. - E bidang pada dua kawat yang sejalan dengan gelombang setengah frame.
Gambar 1-13, view (A), menunjukkan pola E-bidang yang diciptakan oleh sebuah gelombang sinus
tegangan diterapkan pada satu bagian panjang gelombang Waveguide korsleting pada salah satu
ujungnya. Medan listrik yang diwakili oleh anak panah yang ditunjukkan dalam pandangan (B) dan (C).
Dalam pandangan atas pandang (A), masing-masing ujung panah ini diwakili oleh sebuah titik dan ekor
dari setiap panah ini diwakili oleh X. E bervariasi dalam kepadatan lapangan pada saat yang sama tingkat
gelombang sinus sebagai tegangan. Ilustrasi ini menggambarkan instan bahwa gelombang tegangan
pada puncaknya. Di lain waktu, tegangan dan E lapangan di Waveguide terus bervariasi dari nol sampai
nilai puncak. Tegangan dan E-bidang polaritas terbalik dengan setiap kebalikan dari input. Perhatikan
bahwa tampilan akhir yang ditunjukkan pada tampilan (B) menunjukkan bidang E maksimum di pusat
dan minimum di dekat dinding Waveguide. View (C) menunjukkan susunan medan elektromagnetik
dalam tiga-dimensi Waveguide.
Gambar 1-13. - E bidang berdiri gelombang tegangan melintasi panjang gelombang 1-bagian dari sebuah
Waveguide.
H FIELD. - Medan magnet dalam Waveguide terdiri dari garis-garis gaya magnetik yang disebabkan oleh
aliran arus melalui bahan konduktif Waveguide. Garis gaya magnetik, yang disebut garis H, adalah
kontinu loop tertutup, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-14. Semua yang berhubungan dengan
garis H saat ini secara kolektif disebut medan magnet atau H lapangan. Kekuatan lapangan H,
ditunjukkan dengan jumlah baris H di daerah tertentu, bervariasi secara langsung dengan jumlah saat
ini.
Gambar 1-14. - Medan magnet pada satu kabel.
Meskipun H mengepung satu baris, kawat lurus, mereka berperilaku berbeda ketika kawat dibentuk
menjadi sebuah kumparan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-15. Dalam kumparan garis H
individu cenderung membentuk sekitar setiap pergantian kawat. Karena garis H mengambil arah yang
berlawanan antara yang berdekatan berubah, lapangan antara belokan dibatalkan. Dalam dan di luar
kumparan, di mana masing-masing H arah medan adalah sama, ladang-ladang bergabung dan
membentuk garis H terus menerus di seluruh kumparan.
Gambar 1-15. - Medan magnet pada kumparan.
Aksi serupa terjadi dalam Waveguide. Pada Gambar 1-16, view (A), dua jalur kabel dengan gelombang
seperempat bagian ditampilkan. Arus mengalir di jalur utama dan di bagian seperempat-gelombang.
Arah saat ini menghasilkan garis H individu di sekitar masing-masing konduktor seperti ditunjukkan.
Ketika sejumlah besar bagian ada, ladang membatalkan antara bagian, tapi petunjuk adalah sama baik di
dalam maupun di luar Waveguide. Gelombang setengah interval pada jalur utama, arus akan mengalir
dalam arah yang berlawanan. Ini menghasilkan H-line loop memiliki arah yang berlawanan. Dalam
pandangan (A), arus di ujung kiri berlawanan dengan arus di ujung kanan. Loop individu pada jalur
utama yang berlawanan arah. Di sekeliling kerangka mereka bergabung sehingga loop panjang
ditampilkan dalam tampilan (B) dibentuk. Di luar Waveguide loop individu tidak dapat bergabung untuk
membentuk loop yang terus-menerus. Dengan demikian, tidak ada medan magnet luar Waveguide.
Gambar 1-16A. - Magnetic field pada dua kawat yang sejalan dengan gelombang setengah frame.
Gambar 1-16B. - Magnetic field pada dua kawat yang sejalan dengan gelombang setengah frame.
Teori Waveguide 4
Jika kedua-jalur kabel dan gelombang setengah bingkai dikembangkan menjadi sebuah Waveguide yang
tertutup pada kedua ujungnya (seperti terlihat pada tampilan (B) dari gambar 1-16), distribusi garis H
akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 -17. Jika Waveguide diperpanjang hingga 1 1 / 2 l, garis H
ini membentuk setengah lingkaran lengkap gelombang masing-masing kelompok interval dengan
berbalik arah. Sekali lagi, tidak ada garis H dapat terbentuk di luar Waveguide asalkan benar-benar
tertutup.
Gambar 1-17. - Medan Magnet pola dalam Waveguide.
Gambar 1-18 menunjukkan penampang pandangan pola medan magnet yang diilustrasikan pada
Gambar 1-17. Catatan dalam pandangan (A) bahwa medan terkuat di tepi-tepi Waveguide di mana arus
tertinggi. Kuat medan minimum terjadi pada arus nol poin. View (B) menunjukkan pola bidang seperti
yang muncul l / 4 dari pandangan akhir Waveguide. Seperti yang telah dibahas sebelumnya E ladang,
ladang H ditunjukkan pada Gambar 1-17 dan 1-18 mewakili kondisi yang ada hanya pada satu instan
pada waktunya. Selama puncak setengah siklus dari arus masukan, semua arah lapangan dibalik dan
lapangan akan terus berubah dengan perubahan pada input.
Gambar 1-18. - Medan magnet dalam Waveguide tiga setengah-gelombang lama.
Kondisi batas IN A Waveguide. - Energi yang perjalanan menyusuri Waveguide adalah serupa, tetapi
tidak identik, untuk perjalanan gelombang elektromagnetik dalam ruang bebas. Perbedaannya adalah
bahwa energi dalam Waveguide hanya terbatas pada batas-batas fisik dalam panduan ini. Dua kondisi,
yang dikenal sebagai kondisi batas, harus puas untuk energi untuk melakukan perjalanan melalui
Waveguide.
Syarat batas pertama (diilustrasikan pada Gambar 1-19, view (A)) dapat dinyatakan sebagai berikut:
Untuk medan listrik ada di permukaan sebuah konduktor itu harus tegak lurus dengan konduktor.
Gambar 1-19A. - E syarat batas lapangan. MEMENUHI kondisi batas
Kebalikan dari syarat batas ini, ditampilkan dalam tampilan (B), juga benar. Medan listrik TIDAK ada
sejajar dengan konduktor yang sempurna.
Gambar 1-19B. - E syarat batas lapangan. MEET TIDAK kondisi batas
Syarat batas yang kedua, yang diilustrasikan pada Gambar 1-20, dapat dinyatakan sebagai berikut:
Untuk medan magnet yang bervariasi ada, itu harus membentuk loop tertutup secara paralel dengan
konduktor dan tegak lurus terhadap medan listrik.
Gambar 1-20. - H syarat batas lapangan.
Karena medan E menyebabkan arus yang pada gilirannya menghasilkan lapangan H, kedua bidang selalu
ada pada saat yang sama dalam suatu Waveguide. Jika sistem memenuhi salah satu kondisi batas ini,
juga harus memenuhi bidang lain karena tidak bisa eksis sendirian.
Muka gelombang DALAM A Waveguide. - Energi elektromagnetik ditransmisikan ke angkasa terdiri dari
listrik dan medan magnet yang tegak lurus (90 derajat) untuk satu sama lain dan tegak lurus terhadap
arah propagasi. Sebuah analogi sederhana untuk membangun hubungan ini adalah dengan
menggunakan aturan tangan kanan untuk energi elektromagnetik, berdasarkan POYNTING VEKTOR. Hal
ini mengindikasikan bahwa sebuah sekrup (thread tangan kanan) dengan sumbu tegak lurus terhadap
medan listrik dan magnet akan maju ke arah propagasi jika bidang E diputar ke kanan (ke arah lapangan
H). Kaidah ini diilustrasikan pada Gambar 1-21.
Gambar 1-21. - The Poynting vektor.
Gabungan listrik dan medan magnet membentuk wavefront yang dapat diwakili oleh alternatif puncak
positif dan negatif pada panjang gelombang setengah interval, seperti digambarkan pada Gambar 1-22.
Angle adalah arah perjalanan gelombang berkenaan dengan sejumlah referensi sumbu.
Gambar 1-22. - Muka gelombang dalam ruang.
Jika wavefront kedua, hanya berbeda dalam arah perjalanan, hadir pada saat yang sama, sebuah
resultan dari dua terbentuk. Resultan ini diilustrasikan pada Gambar 1-23, dan inspeksi yang erat
menunjukkan karakteristik penting dari gabungan muka gelombang. Kedua muka gelombang tambahkan
di semua titik pada sumbu referensi dan membatalkan pada panjang gelombang setengah interval dari
sumbu referensi. Oleh karena itu, alternatif penambahan dan pembatalan dari dua muka gelombang
progresif terjadi pada panjang gelombang setengah increment dari sumbu referensi. Pada Gambar 1-23,
baris berlabel A, C, F, dan H adalah poin tambahan, dan mereka yang berlabel B, D, E, dan G adalah titik
pembatalan.
Gambar 1-23. - Combined muka gelombang.
Jika dua lempeng konduktif ditempatkan di sepanjang garis pembatalan D dan E atau pembatalan jalur B
dan G, kondisi batas pertama akan puas waveguides yaitu, E ladang akan menjadi nol pada permukaan
konduktif piring. Syarat batas kedua Oleh karena itu, secara otomatis puas. Karena piring ini mencapai
tujuan yang sama sebagai "b" dinding dimensi sebuah Waveguide, yang "satu" dinding dimensi dapat
ditambahkan tanpa mempengaruhi magnet atau medan listrik.
Teori Waveguide 5
Ketika panjang gelombang seperempat probe dimasukkan ke dalam Waveguide dan disertakan dengan
energi gelombang mikro, itu akan bertindak sebagai seperempat-gelombang antena vertikal. Muka
gelombang positif dan negatif akan memancarkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-24. Setiap
bagian dari perjalanan di wavefront arah panah C akan cepat berkurang menjadi nol karena tidak
memenuhi salah satu dari kondisi batas yang diperlukan. Bagian-bagian muka gelombang yang berjalan
dalam arah panah A dan B akan mencerminkan dari dinding dan membentuk muka gelombang reversefase. Kedua muka gelombang, dan mereka yang mengikutinya, diilustrasikan pada Gambar 1-25.
Perhatikan bahwa muka gelombang saling silang di tengah Waveguide dan menghasilkan medan
resultan yang sama pola yang ditunjukkan pada Gambar 1-23.
Gambar 1-24. - Radiasi dari probe diletakkan di dalam sebuah Waveguide.
Gambar 1-25A. - Muka gelombang dalam Waveguide.
Gambar 1-25B. - Muka gelombang dalam Waveguide.
Gambar 1-25C. - Muka gelombang dalam Waveguide.
Refleksi dari satu wavefront dari "b" dinding sebuah Waveguide ditunjukkan pada Gambar 1-26. Yang
ditunjukkan pada wavefront view (A) sebagai partikel kecil. Dalam dilihat (B) dan (C) partikel 1
membentur tembok dan memantul kembali dari dinding tanpa kehilangan kecepatan. Jika dinding rata
sempurna, sudut di mana membentur dinding, yang dikenal sebagai sudut insiden, adalah sama dengan
sudut refleksi dan diukur tegak lurus terhadap permukaan Waveguide. Sesaat setelah partikel 1
membentur dinding, partikel 2 membentur dinding, seperti terlihat pada tampilan (C), dan
mencerminkan dengan cara yang sama. Karena semua partikel bergerak pada kecepatan yang sama,
partikel 1 dan 2 tidak mengubah posisi relatif terhadap satu sama lain. Oleh karena itu, gelombang yang
dipantulkan memiliki bentuk yang sama seperti aslinya. Partikel yang tersisa seperti ditunjukkan dalam
pandangan (D), (E) dan (F) mencerminkan dengan cara yang sama. Proses ini menghasilkan wavefront
tercermin identik dalam bentuk, tetapi berlawanan polaritas, untuk insiden gelombang.
Gambar 1-26. - Refleksi dari satu wavefront.
Gambar 1-27, dilihat (A) dan (B), masing-masing menggambarkan arah propagasi dari dua muka
gelombang elektromagnetik yang berbeda dari yang memancarkan frekuensi yang berbeda ke dalam
sebuah Waveguide oleh probe. Perhatikan bahwa hanya arah propagasi diindikasikan oleh garis dan
panah. Para muka gelombang yang tegak lurus terhadap arah propagasi. Sudut insiden (q) dan sudut
refleksi (;) dari muka gelombang dalam ukuran bervariasi dengan frekuensi energi input, tetapi sudut
refleksi sama dengan satu sama lain dengan Waveguide. The cutoff FREKUENSI dalam Waveguide adalah
frekuensi yang akan menyebabkan timbulnya sudut dan refleksi untuk menjadi nol derajat. Pada setiap
frekuensi di bawah frekuensi cutoff, maka muka gelombang akan tercermin bolak-balik melintasi
panduan (pengaturan gelombang berdiri) dan tidak ada energi akan dilakukan ke Waveguide.
Gambar 1-27A. - Berbeda frekuensi dalam Waveguide.
Gambar 1-27B. - Berbeda frekuensi dalam Waveguide.
Kecepatan propagasi dari gelombang sepanjang Waveguide kurang dari kecepatannya melalui ruang
bebas (kecepatan cahaya). Kecepatan yang lebih rendah ini disebabkan oleh jalan zig-zag yang diambil
oleh wavefront. Maju-kemajuan kecepatan dalam Waveguide wavefront disebut GROUP KECEPATAN
dan agak lebih lambat daripada kecepatan cahaya.
Kecepatan kelompok energi dalam Waveguide ditentukan oleh sudut refleksi muka gelombang dari "b"
dinding. Refleksi sudut ditentukan oleh frekuensi energi input. Prinsip dasar ini diilustrasikan pada
Gambar 1-28. Seperti frekuensi berkurang, sudut refleksi menurun menyebabkan kecepatan kelompok
menurun. Yang sebaliknya juga benar; meningkatkan frekuensi meningkatkan kecepatan kelompok.
Gambar 1-28A. - Refleksi sudut di berbagai frekuensi. FREKUENSI RENDAH
Gambar 1-28B. - Refleksi sudut di berbagai frekuensi. MEDIUM FREQUENCY
Gambar 1-28C. - Refleksi sudut di berbagai frekuensi. HIGH FREQUENCY
Q.14 Apa yang menyebabkan interaksi energi untuk melakukan perjalanan menuruni Waveguide?
Q.15 Apa yang ditunjukkan oleh jumlah anak panah (kedekatan jarak) yang digunakan untuk mewakili
medan listrik?
Q.16 Apa syarat utama yang harus garis gaya magnet untuk bertemu ada?
Q.17 Apa yang terjadi pada H garis antara konduktor dari sebuah kumparan ketika konduktor
berdekatan?
Q.18 Untuk medan listrik ada di permukaan sebuah konduktor, lapangan harus memiliki apa hubungan
sudut kondektur?
Q.19 Ketika wavefront adalah memancarkan ke Waveguide, apa yang terjadi pada bagian-bagian dari
wavefront yang tidak memenuhi kondisi batas?
Dengan anggapan Q.20 dinding sebuah Waveguide benar-benar datar, apa hubungan sudut antara
insiden sudut dan sudut refleksi?
Q.21 Apa yang disebut frekuensi yang menghasilkan sudut-sudut dan refleksi insiden yang tegak lurus
terhadap dinding Waveguide?
Q.22 Dibandingkan dengan kecepatan propagasi gelombang di udara, apa kecepatan propagasi
gelombang di waveguides?
Q.23 Apa istilah yang digunakan untuk mengidentifikasi kecepatan kemajuan muka gelombang dalam
Waveguide?
Teori Waveguide 6
Waveguide Mode Operasi
The Waveguide dianalisis dalam paragraf sebelumnya menghasilkan konfigurasi medan listrik yang
dikenal sebagai sinus setengah distribusi listrik. Konfigurasi ini, yang disebut MODE DARI OPERASI,
ditunjukkan pada Gambar 1-29. Ingatlah bahwa kekuatan lapangan ditunjukkan oleh jarak antara garis
yaitu, semakin dekat baris, semakin kuat lapangan. Daerah tegangan maksimum dalam bidang ini terusmenerus bergerak ke Waveguide dalam pola gelombang sinus. Untuk memenuhi kondisi batas, lapangan
harus selalu nol pada "b" dinding.
Sinus setengah Bidang ini hanya salah satu dari banyak bidang konfigurasi, atau modus, yang dapat
berada dalam empat persegi panjang Waveguide. A full-bidang sinus dapat juga ada pada persegi
panjang Waveguide karena, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-30, bidang adalah nol di "b"
dinding.
Demikian pula, 1 1 / 2 gelombang sinus-lapangan dapat eksis dalam Waveguide persegi panjang karena
bidang ini juga memenuhi kondisi batas. Seperti ditunjukkan dalam gambar 1-31, bidang tegak lurus
terhadap permukaan melakukan apapun menyentuh dan adalah nol sepanjang "b" dinding.
Gambar 1-29. - Setengah-sinus E bidang distribusi.
Gambar 1-30. - Full-sinus E bidang distribusi.
Gambar 1-31. - Satu dan satu-setengah sinus E bidang distribusi.
Medan magnet dalam Waveguide persegi panjang adalah dalam bentuk loop tertutup sejajar dengan
permukaan konduktor. Kekuatan medan magnet sebanding dengan medan listrik. Gambar 1-32
mengilustrasikan pola medan magnet yang terkait dengan setengah-sinus distribusi medan listrik.
Besarnya medan magnet bervariasi dalam pola gelombang sinus di tengah Waveguide dalam "waktu
fase" dengan medan listrik. WAKTU FASE berarti bahwa H puncak garis dan garis-garis E puncak terjadi
pada saat yang sama dalam waktu cepat, meskipun tidak selalu pada titik yang sama sepanjang panjang
Waveguide.
Gambar 1-32. - Medan magnet disebabkan oleh sinus E setengah lapangan.
Medan listrik dalam pola gelombang sinus juga ada di tengah-tengah Waveguide. Pada Gambar 1-33,
view (A), mempertimbangkan dua muka gelombang, C dan D. Asumsikan bahwa mereka positif pada
titik 1 dan negatif pada titik 2. Ketika salib muka gelombang pada titik-titik 1 dan 2, masing-masing
bidang berada pada kekuatan maksimum. Pada titik ini, bidang menggabungkan, lebih meningkatkan
kekuatan mereka. Tindakan ini kontinu karena masing-masing gelombang selalu diikuti oleh gelombang
pengganti. Gambar 1-33, view (B), menggambarkan konfigurasi sinus resultan medan listrik di pusat
Waveguide. Konfigurasi ini hanya salah satu dari banyak bidang pola-pola yang bisa eksis dalam
Waveguide. Masing-masing membentuk konfigurasi Mode operasi terpisah. Modus termudah untuk
menghasilkan disebut DOMINAN MODE. Modus lainnya dengan konfigurasi lapangan yang berbeda
dapat terjadi secara tidak sengaja atau mungkin disebabkan sengaja.
Gambar 1-33. - Saling silang muka gelombang dan resultan E lapangan.
Modus yang dominan adalah modus yang paling efisien. Waveguides biasanya dirancang sedemikian
rupa sehingga hanya modus dominan akan digunakan. Untuk beroperasi dalam modus dominan, sebuah
Waveguide harus memiliki "sebuah" (lebar) dimensi dari setidaknya satu setengah panjang gelombang
dari frekuensi yang akan disebarkan. The "a" dimensi Waveguide harus dijaga di dekat nilai minimum
untuk memastikan bahwa hanya modus dominan akan ada. Dalam prakteknya, dimensi ini biasanya 0,7
panjang gelombang.
Dari modus operasi yang mungkin tersedia untuk suatu Waveguide, modus yang dominan memiliki
frekuensi cutoff terendah. Frekuensi tinggi batas Waveguide persegi panjang adalah frekuensi di mana
yang "a" dimensi menjadi cukup besar untuk memungkinkan operasi dalam modus yang lebih tinggi dari
itu untuk yang Waveguide telah dirancang.
Teori Waveguide 8
Waveguides dapat dirancang untuk beroperasi dalam mode selain dari mode dominan. Contoh sinus
penuh modus konfigurasi ditunjukkan pada Gambar 1-34. The "a" dimensi Waveguide dalam gambar ini
adalah salah satu panjang gelombang. Anda boleh berasumsi bahwa dua baris kawat adalah 1 / 4 l dari
salah satu "b" dinding, seperti terlihat pada tampilan (A). Jarak yang tersisa untuk yang lain "b" dinding
adalah 3 / 4 l. Tiga-perempat bagian memiliki panjang gelombang yang sama impedansi tinggi sebagai
bagian perempat-gelombang, sehingga dua jalur kabel dengan benar terisolasi. Konfigurasi lapangan
menunjukkan lengkap pola gelombang sinus seberang "sebuah" dimensi, seperti digambarkan dalam
pandangan (B).
Gambar 1-34A. - Waveguide operasi di selain modus dominan.
Gambar 1-34B. - Waveguide operasi di selain modus dominan.
Edaran waveguides digunakan dalam bidang-bidang tertentu radar dan sistem komunikasi, seperti sendi
berputar mekanis digunakan di titik di mana antena berputar. Gambar 1-35 mengilustrasikan mode
dominan Waveguide melingkar. Panjang gelombang yang cutoff panduan melingkar adalah 1,71 kali
diameter Waveguide. Karena "suatu" dimensi Waveguide persegi panjang kira-kira satu setengah
panjang gelombang pada frekuensi cutoff, diameter lingkaran yang setara harus Waveguide 2 / 1,71,
atau sekitar 1,17 kali "suatu" dimensi Waveguide persegi panjang.
Gambar 1-35. - Modus dominan dalam Waveguide melingkar.
SISTEM MODE penomoran. - Sejauh ini, hanya tipe yang paling dasar dari E dan H bidang urusan telah
ditampilkan. Pengaturan lebih rumit sering diperlukan untuk memungkinkan kopel, isolasi, atau jenis
operasi lainnya. Bidang pengaturan dari berbagai modus operasi dibagi menjadi dua kategori:
Transverse Electric (TE) dan Transverse Magnetic (TM).
Dalam listrik transversal (TE) mode, seluruh medan listrik melintang di pesawat, yang tegak lurus
terhadap panjang Waveguide (energi arah perjalanan). Bagian dari medan magnet yang sejajar dengan
sumbu panjang.
Dalam transversum magnetik (TM) mode, seluruh medan magnetik di pesawat terbalik dan tidak
memiliki bagian yang sejajar dengan sumbu panjang.
Karena terdapat beberapa mode TE dan TM, subskrip digunakan untuk melengkapi deskripsi pola
lapangan. Dalam waveguides persegi panjang, subskrip pertama menunjukkan jumlah setengah-pola
gelombang dalam "suatu" dimensi, dan subskrip kedua menunjukkan jumlah setengah-pola gelombang
dalam "b" dimensi.
Modus yang dominan adalah waveguides persegi panjang yang ditunjukkan pada Gambar 1-36. Hal ini
ditunjuk sebagai modus TE E karena bidang ini tegak lurus dengan "sebuah" dinding. Subskrip pertama
adalah 1 karena hanya ada satu setengah-pola gelombang melintasi "sebuah" dimensi. Tidak ada E-pola
lapangan seberang "b" dimensi, sehingga subskrip kedua adalah 0. Modus lengkap deskripsi modus
dominan dalam persegi TE waveguides adalah 1,0. Deskripsi berikutnya Waveguide operasi dalam teks
ini akan mengasumsikan yang dominan (TE 1,0) modus kecuali jika dinyatakan lain.
Gambar 1-36. - Modus dominan dalam Waveguide persegi.
Sebuah sistem yang sama digunakan untuk mengidentifikasi cara-cara melingkar waveguides. Klasifikasi
umum TE dan TM adalah benar bagi kedua waveguides melingkar dan persegi panjang. Dalam
waveguides melingkar subskrip memiliki arti yang berbeda. Subskrip pertama menunjukkan jumlah
gelombang penuh pola-pola di sekitar keliling Waveguide. Subskrip kedua menunjukkan jumlah
setengah-pola gelombang melintasi diameter.
Dalam Waveguide melingkar pada Gambar 1-37, E bidang tegak lurus terhadap panjang Waveguide
tanpa E garis sejajar dengan arah propagasi. Dengan demikian, harus diklasifikasikan sebagai beroperasi
dalam modus TE. Jika Anda mengikuti pola garis E dalam arah berlawanan arah jarum jam mulai di atas,
E garis pergi dari nol, melalui positif maksimum (ekor panah), kembali ke nol, melalui negatif maksimum
(kepala panah), dan kemudian kembali ke nol lagi. Ini adalah salah satu gelombang penuh, sehingga
subskrip pertama adalah 1. Sepanjang diameter, garis E pergi dari nol sampai maksimum dan kembali ke
nol, membuat variasi setengah gelombang. Subscript kedua, oleh karena itu, adalah juga 1. TE 1,1 adalah
modus lengkap deskripsi modus dominan di waveguides melingkar. Beberapa cara yang mungkin di
kedua waveguides bundar dan persegi panjang. Gambar 1-38 mengilustrasikan beberapa modus yang
berbeda yang dapat digunakan untuk memverifikasi modus sistem penomoran.
Gambar 1-37. - Menghitung panjang gelombang dalam Waveguide melingkar.
Gambar 1-38. - Berbagai modus operasi persegi panjang dan lingkaran waveguides.
Teori Waveguide 9
Waveguide Input / Output Metode
A Waveguide, seperti yang dijelaskan sebelumnya dalam bab ini, beroperasi secara berbeda dari saluran
transmisi biasa. Oleh karena itu, perangkat khusus harus digunakan untuk meletakkan energi menjadi
Waveguide di satu ujung dan keluarkan dari ujung lain.
Tiga perangkat yang digunakan untuk menyuntikkan atau menghapus waveguides adalah energi dari
probe, loop, dan slot. Slots juga mungkin disebut apertures atau WINDOWS.
Sebagaimana dibahas sebelumnya, ketika probe kecil dimasukkan ke dalam Waveguide dan disertakan
dengan energi gelombang mikro, ia bertindak sebagai antena gelombang seperempat. Arus mengalir
pada probe dan mendirikan sebuah bidang E seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-39, view (A). E
garis melepaskan diri dari pemeriksaan. Bila probe terletak pada titik efisiensi tertinggi, E garis
membentuk sebuah bidang E intensitas yang cukup besar.
Gambar 1-39A. - Probe coupling dalam Waveguide persegi.
Gambar 1-39b. - Probe coupling dalam Waveguide persegi.
Gambar 1-39C. - Probe coupling dalam Waveguide persegi.
Gambar 1-39D. - Probe coupling dalam Waveguide persegi.
Tempat yang paling efisien untuk mencari probe di tengah-tengah "sebuah" dinding, sejajar dengan "b"
dinding, dan satu seperempat panjang gelombang dari ujung korsleting Waveguide, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 1-39, dilihat ( B) dan (C). Ini adalah titik di mana medan E maksimum dalam
modus dominan. Oleh karena itu, perpindahan energi (coupling) adalah maksimum saat ini. Perhatikan
bahwa seperempat jarak panjang gelombang pada frekuensi yang diperlukan untuk menyebarluaskan
modus dominan.
Dalam banyak aplikasi tingkat yang lebih rendah perpindahan energi, yang disebut longgar kopel, sangat
diharapkan. Jumlah perpindahan energi dapat dikurangi dengan mengurangi panjang probe, dengan
bergerak keluar dari tengah lapangan E, atau dengan melindungi itu. Mana tingkat bervariasi kopel
harus sering, pesawat dibuat ditarik panjang sehingga dapat dengan mudah berubah.
Ukuran dan bentuk probe menentukan frekuensi, bandwidth, dan kekuasaan-kemampuan penanganan.
Sebagai diameter sebuah probe meningkat, maka bandwidth yang meningkat. Sebuah penyelidikan
serupa dalam bentuk sebuah kenop pintu mampu menangani banyak kekuatan yang lebih tinggi dan
bandwidth yang lebih besar daripada probe konvensional. Kekuasaan yang lebih besar kemampuan
penanganan secara langsung berkaitan dengan peningkatan luas permukaan. Dua contoh luas probe
bandwidth diilustrasikan pada Gambar 1-39, view (D). Pemindahan energi dari sebuah Waveguide
hanyalah kebalikan dari proses injeksi dengan menggunakan jenis yang sama probe.
Cara lain untuk menyuntikkan energi ke dalam Waveguide adalah dengan menyiapkan suatu bidang H di
Waveguide. Hal ini dapat dicapai dengan memasukkan lingkaran kecil yang membawa arus yang tinggi
ke dalam Waveguide, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-40, view (A). Sebuah medan magnet
membangun di sekitar loop dan mengembang agar sesuai dengan Waveguide, seperti terlihat pada
tampilan (B). Jika frekuensi arus dalam loop berada dalam bandwidth dari Waveguide, energi akan
ditransfer ke Waveguide.
Untuk yang paling efisien coupling ke Waveguide, loop dimasukkan pada salah satu dari beberapa poin
di mana medan magnet akan menjadi kekuatan terbesar. Empat dari titik-titik tersebut diperlihatkan
pada Gambar 1-40, view (C).
Gambar 1-40A. - Loop coupling dalam Waveguide persegi.
Gambar 1-40B. - Loop coupling in a rectangular waveguide.
Gambar 1-40C. - Loop coupling dalam Waveguide persegi.
Ketika kurang efisien kopel diinginkan, Anda dapat memutar atau memindahkan loop sampai
mengelilingi sejumlah kecil H baris. Ketika diameter loop meningkat, kekuatannya kemampuan
penanganan juga meningkat. Bandwidth dapat ditingkatkan dengan meningkatkan ukuran kawat yang
digunakan untuk membuat loop.
Ketika sebuah loop diperkenalkan ke dalam Waveguide di mana lapangan H hadir, arus diinduksikan
dalam lingkaran. Ketika kondisi ini ada, energi akan dihapus dari Waveguide.
Slot atau lubang kadang-kadang digunakan ketika sangat longgar (tidak efisien) kopel diinginkan, seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 1-41. Dalam metode ini energi masuk melalui celah kecil di Waveguide
dan lapangan E berekspansi ke Waveguide. E memperluas baris pertama di dalam slot, dan kemudian di
bagian dalam Waveguide.
Pantulan minimum terjadi ketika energi yang disuntikkan atau dihapus jika ukuran slot dengan benar
proporsional dengan frekuensi energi.
Gambar 1-41. - Slot coupling dalam Waveguide.
Setelah belajar bagaimana energi digabungkan ke dalam dan keluar dari Waveguide dengan slot, Anda
mungkin berpikir bahwa meninggalkan akhir terbuka adalah cara yang paling sederhana atau
menghapus suntikan energi dalam Waveguide. Ini tidak terjadi, Namun, karena saat meninggalkan
energi Waveguide, membentuk bidang sekitar akhir Waveguide. Bidang ini menyebabkan
ketidakcocokan impedansi yang, pada gilirannya, menyebabkan perkembangan berdiri gelombang dan
kerugian drastis pada efisiensi. Berbagai metode pencocokan impedansi dan mengakhiri waveguides
akan dibahas pada bagian berikutnya.
Q.24 Apa istilah yang digunakan untuk mengidentifikasi masing-masing bidang banyak konfigurasi yang
bisa eksis dalam waveguides?
Q.25 Apa konfigurasi lapangan yang paling mudah untuk menghasilkan di Waveguide tertentu?
Q.26 Bagaimana cutoff panjang gelombang melingkar pikir Waveguide?
Bidang Q.27 pengaturan waveguides dibagi menjadi dua kategori apa untuk menggambarkan berbagai
modus operasi?
Q.28 medan listrik tegak lurus terhadap "suatu" dimensi dari sebuah Waveguide dalam mode apa?
Q.29 Jumlah setengah-pola gelombang di "b" dimensi persegi waveguides diindikasikan oleh yang mana
dari dua deskriptif subskrip?
Q.30 Yang subskrip, dalam klasifikasi Waveguide melingkar, menunjukkan jumlah gelombang penuh
pola-pola di sekitar lingkar?
Q.31 Apakah yang menentukan frekuensi, bandwidth, dan kekuasaan-kemampuan penanganan yang
Waveguide probe?
Q.32 Loose atau tidak efisien energi coupling masuk atau keluar dari sebuah Waveguide yang dapat
dicapai dengan menggunakan metode apa?
Teori Waveguide 10
Waveguide Impedance Matching
Waveguide sistem transmisi tidak selalu sempurna dicocokkan impedansi perangkat beban mereka.
Gelombang yang yang berdiri hasil dari ketidakcocokan menyebabkan daya yang hilang, penurunan
kemampuan daya penanganan, dan peningkatan frekuensi sensitivitas. Impedansi perangkat berubah
karena itu ditempatkan di Waveguide untuk mencocokkan Waveguide ke beban. Perangkat ini
ditempatkan di dekat sumber gelombang berdiri.
Gambar 1-42 mengilustrasikan ketiga perangkat, yang disebut iris, yang digunakan untuk
memperkenalkan induktansi atau kapasitansi menjadi Waveguide. Sebuah iris tidak lebih dari pelat
logam yang berisi pembukaan melalui gelombang yang dapat lulus. Terletak iris melintang di pesawat.
Gambar 1-42. - Waveguide iris.
Induktif iris dan rangkaian ekuivalen diilustrasikan pada Gambar 1-42, view (A). Tempat iris shunt
reaktansi induktif melintasi Waveguide yang berbanding lurus dengan ukuran pembukaan. Perhatikan
bahwa tepi induktif iris tegak lurus terhadap pesawat magnetik. Reaktansi kapasitif yang melangsir,
digambarkan dalam pandangan (B), pada dasarnya bertindak dengan cara yang sama. Sekali lagi,
reaktansi berbanding lurus dengan ukuran pembukaan, tapi tepi iris tegak lurus terhadap pesawat listrik.
Iris, diilustrasikan pada tampilan (C), memiliki bagian-bagian di kedua magnet dan listrik pesawat dan
bentuk-bentuk yang setara rangkaian LC paralel di Waveguide. Pada frekuensi resonan, iris bertindak
sebagai hambatan shunt tinggi. Di atas atau di bawah resonansi, iris bertindak sebagai reaktansi
kapasitif atau induktif.
POSTS dan sekrup yang terbuat dari bahan konduktif dapat digunakan untuk mengubah impedansiperangkat waveguides. Dilihat (A) dan (B), dari angka 1-43, menggambarkan dua metode dasar
menggunakan posting dan sekrup. Sebuah posting atau sekrup yang hanya sebagian menembus ke
dalam Waveguide bertindak sebagai reaktansi kapasitif shunt. Ketika posting atau sekrup meluas
sepenuhnya melalui Waveguide, membuat kontak dengan bagian atas dan bawah dinding, ia bertindak
sebagai reaktansi induktif. Perhatikan bahwa ketika sekrup digunakan jumlah reaktansi dapat bervariasi.
Gambar 1-43A. - Melakukan posting dan sekrup. Menusuk
Gambar 1-43B. - Melakukan posting dan sekrup. Memperluas MELALUI
Q.33 Apa hasil dari ketidaksesuaian impedansi dalam sebuah Waveguide?
Q.34 Apa digunakan untuk membangun iris?
Q.35 Sebuah iris ditempatkan sepanjang "b" dinding dimensi menghasilkan reaktansi macam apa?
Q.36 Bagaimana sebuah iris yang memiliki bagian sepanjang baik "a" dan "b" dinding dimensi bekerja
pada frekuensi resonansi?
Teori Waveguide 11
Waveguide pengakhiran
Energi elektromagnetik sering melewati sebuah Waveguide untuk mentransfer energi dari sumber ke
ruang angkasa. Seperti yang disebutkan sebelumnya, impedansi dari sebuah Waveguide tidak cocok
dengan impedansi dari ruang, dan tanpa tepat pencocokan impedansi, gelombang berdiri menyebabkan
penurunan yang besar dalam efisiensi Waveguide.
Setiap perubahan mendadak dalam menyebabkan impedansi gelombang berdiri, tetapi ketika
perubahan impedansi pada akhir sebuah Waveguide secara bertahap, hampir tidak ada gelombang
berdiri terbentuk. Perubahan bertahap impedansi dapat diperoleh dengan mengakhiri Waveguide
dengan HORN berbentuk corong, seperti digambarkan dalam tiga jenis gambar 1-44. Jenis tanduk yang
digunakan tergantung pada frekuensi dan pola radiasi yang dikehendaki.
Gambar 1-44A. - Waveguide tanduk. E PLANE SEKTORAL HORN
Gambar 1-44B. - Waveguide tanduk. H PLANE SEKTORAL HORN
Gambar 1-44C. - Waveguide tanduk. PIRAMIDA HORN
Seperti Anda mungkin telah menyadari, tanduk antena benar-benar sederhana. Mereka memiliki
beberapa keunggulan dibandingkan dengan lain-pencocokan impedansi perangkat, seperti mereka yang
besar bandwidth dan konstruksi sederhana. Penggunaan tanduk sebagai antena akan dibahas lebih
lanjut dalam bab 3.
A Waveguide mungkin juga akan diakhiri dengan sebuah beban resistif yang disesuaikan dengan
karakteristik impedansi dari Waveguide. Beban resistif paling sering disebut Dummy Load, karena satusatunya tujuan adalah untuk menyerap semua energi dalam sebuah Waveguide tanpa menyebabkan
gelombang berdiri.
Tidak ada tempat di Waveguide untuk menghubungkan resistor pengakhiran yang tetap, karena itu,
beberapa pengaturan khusus digunakan untuk mengakhiri waveguides. Salah satu metode adalah
mengisi akhir Waveguide dengan grafit dan campuran pasir, seperti digambarkan pada Gambar 1-45,
view (A). Ketika ladang masukkan campuran, mereka merangsang aliran arus dalam campuran yang
menghantarkan energi sebagai panas. Metode lain (lihat (B)) adalah dengan menggunakan batang
resistansi tinggi diletakkan di tengah lapangan E. Bidang E mengakibatkan arus mengalir di batang, dan
resistensi tinggi batang menghantarkan energi sebagai daya yang hilang, sekali lagi dalam bentuk panas.
Gambar 1-45A. - Mengakhiri waveguides.
Gambar 1-45B. - Mengakhiri waveguides.
Gambar 1-45C. - Mengakhiri waveguides.
Gambar 1-45D. - Mengakhiri waveguides.
Masih metode lain untuk mengakhiri sebuah Waveguide adalah penggunaan seiris sangat resistif materi,
seperti terlihat pada tampilan (C) dari angka 1-45. Bidang baji ditempatkan tegak lurus terhadap garis
gaya magnetik. Ketika memotong garis H melalui baji, arus mengalir pada baji dan menyebabkan daya
yang hilang. Seperti dengan metode lain, kerugian ini adalah dalam bentuk panas. Karena sangat sedikit
energi mencapai akhir Waveguide, refleksi yang minimal.
Semua pengakhiran dibahas sejauh ini dirancang untuk memancarkan atau menyerap energi tanpa
pantulan. Dalam banyak kasus, bagaimanapun, semua energi harus tercermin dari ujung Waveguide.
Cara terbaik untuk melakukannya adalah untuk secara permanen mengelas pelat logam di akhir
Waveguide, seperti yang ditunjukkan di tampilan (D) dari angka 1-45.
Q.37 perangkat apa yang digunakan untuk menghasilkan perubahan secara bertahap impedansi pada
akhir Waveguide?
Q.38 Ketika Waveguide diakhiri dalam beban resistif, beban harus disesuaikan dengan apa yang milik
Waveguide?
Q.39 Apa tujuan utama beban bodoh?
Q.40 Energi yang disebarkan oleh sebuah beban resistif paling sering dalam bentuk apa?
Teori Waveguide 12
Waveguide Plumbing
Karena benar-benar hanya waveguides berongga logam pipa, instalasi dan penanganan fisik waveguides
memiliki banyak kesamaan ledeng biasa. Dalam terang fakta ini, yang membungkuk, memutar,
bergabung, dan pemasangan waveguides ini biasanya disebut Waveguide ledeng. Tentu saja, berbeda
dalam waveguides desain dari pipa-pipa yang dirancang untuk membawa cairan atau zat lain. Desain
sebuah Waveguide ditentukan oleh frekuensi dan tingkat kekuatan energi elektromagnetik akan
membawa. Paragraf berikut menjelaskan faktor-faktor fisik yang terlibat dalam desain waveguides.
Waveguide belokan. - Ukuran, bentuk, dan materi dielektrik Waveguide harus konstan di seluruh
panjang untuk energi untuk bergerak dari satu ujung ke ujung lain tanpa pantulan. Setiap perubahan
mendadak dalam ukuran atau bentuk refleksi dan dapat menyebabkan hilangnya efisiensi secara
keseluruhan. Ketika perubahan seperti itu diperlukan, tikungan, kelokan, dan sendi dari waveguides
harus memenuhi syarat-syarat tertentu untuk mencegah refleksi.
Mungkin Waveguides membungkuk dalam beberapa cara yang tidak menimbulkan pantulan. Salah satu
cara adalah tikungan bertahap yang ditunjukkan pada Gambar 1-46. Bend bertahap ini dikenal sebagai E
tikungan karena mendistorsi E ladang. E tikungan harus memiliki radius lebih dari dua panjang
gelombang untuk mencegah refleksi.
Gambar 1-46. - Bertahap E tikungan.
Belokan umum lainnya adalah H bertahap tikungan (gambar 1-47). Hal ini disebut sebagai H tikungan
karena kolom H terdistorsi ketika Waveguide dibengkokkan dengan cara ini. Sekali lagi, jari-jari belokan
harus lebih besar dari dua panjang gelombang untuk mencegah refleksi. Baik tikungan E "sebuah"
dimensi maupun tikungan H "b" perubahan dimensi modus normal operasi.
Gambar 1-47. - Bertahap H tikungan.
Sebuah tikungan tajam, baik dalam dimensi dapat digunakan jika memenuhi syarat-syarat tertentu.
Perhatikan dua tikungan 45 derajat dalam gambar 1-48; yang membengkok adalah 1 / 4 l terpisah.
Refleksi yang terjadi di tikungan 45 derajat membatalkan satu sama lain, meninggalkan ladang seolaholah tidak ada refleksi telah terjadi.
Gambar 1-48. - Sharp belokan.
Kadang-kadang medan elektromagnetik harus diputar sehingga mereka berada dalam fase yang tepat
agar sesuai dengan fase beban. Hal ini dapat dicapai dengan memutar Waveguide seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 1-49. The twist harus bertahap dan lebih besar daripada 2 l.
Gambar 1-49. - Waveguide twist.
Waveguide yang fleksibel (gambar 1-50) memungkinkan membungkuk khusus aplikasi beberapa
peralatan yang mungkin memerlukan. Terdiri dari pita luka khusus dari bahan konduktif, paling sering
kuningan, dengan permukaan bagian dalam dilapisi dengan krom. Power kerugian yang lebih besar di
Waveguide fleksibel karena batin tidak sempurna permukaan halus. Oleh karena itu, hanya digunakan
pada bagian pendek di mana tidak ada solusi yang masuk akal lain yang tersedia.
Gambar 1-50. - Flexible Waveguide.
Waveguide sendi. - Karena seluruh sistem Waveguide tidak mungkin dapat dibentuk menjadi satu
bagian, yang Waveguide harus dibangun di bagian dan bagian yang berhubungan dengan sendi. Tiga
jenis dasar Waveguide sendi adalah TETAP, yang semipermanen, dan ROTATING sendi. Karena sendi
permanen adalah pabrik-dilas bersama yang tidak memerlukan pemeliharaan, hanya semipermanen dan
berputar sendi akan dibahas.
Bagian Waveguide harus diambil terpisah untuk pemeliharaan dan perbaikan. Sebuah semipermanen
bersama, yang disebut JOINT tercekik, yang paling sering digunakan untuk tujuan ini. Choke
elektromagnetik baik bersama menyediakan kesinambungan antara bagian dari Waveguide dengan
sangat sedikit daya yang hilang.
A cross-sectional pandangan seorang sendi tercekik ditunjukkan pada Gambar 1-51. Paking tekanan
yang ditunjukkan antara dua permukaan logam membentuk suatu segel kedap udara. Perhatikan pada
tampilan (B) yang tepat dalam slot 1 / 4 l dari "sebuah" dinding Waveguide. Slot juga 1 / 4 l mendalam,
seperti terlihat pada tampilan (A), dan karena itu adalah korsleting pada titik (1), hasil impedansi tinggi
pada titik (2). Point (3) adalah 1 / 4 l dari titik (2). Impedansi tinggi pada titik (2) menghasilkan impedansi
rendah, atau pendek, pada titik (3). Efek ini akan membuat sambungan listrik yang baik antara dua
bagian yang memungkinkan energi untuk lulus dengan sangat sedikit refleksi atau kerugian.
Gambar 1-51A. - Choke bersama.
Gambar 1-51B. - Choke bersama.
Setiap kali stasioner Waveguide persegi panjang adalah untuk dihubungkan ke antena berputar,
berputar bersama harus digunakan. Sebuah lingkaran Waveguide biasanya digunakan dalam berputar
bersama. Rotating Waveguide persegi panjang akan mengakibatkan distorsi pola lapangan. Bagian yang
berputar bersama, diilustrasikan pada Gambar 1-52, menggunakan choke bersama untuk menyelesaikan
sambungan listrik dengan bagian stasioner. Waveguide melingkar dirancang sedemikian rupa sehingga
akan beroperasi dalam modus 0,1 TM. Bagian persegi panjang dipasang seperti ditunjukkan dalam
ilustrasi untuk mencegah melingkar beroperasi di Waveguide dari modus yang salah.
Gambar 1-52. - Rotating bersama.
Jarak "O" adalah 3 / 4 l sehingga impedansi tinggi akan diajukan ke mode yang tidak diinginkan. Ini
adalah desain yang paling umum digunakan untuk memutar sendi, tetapi jenis lain dapat digunakan
dalam aplikasi khusus.
Waveguide MAINTENANCE. - Pemasangan sistem Waveguide hadiah sebuah masalah yang tidak
biasanya ditemui ketika berhadapan dengan jenis jalur transmisi. Masalah-masalah ini sering jatuh di
dalam area teknisi tanggung jawab. Sebuah diskusi singkat tentang penanganan Waveguide, instalasi,
dan pemeliharaan akan membantu mempersiapkan Anda untuk tanggung jawab pemeliharaan. Detailed
information concerning waveguide maintenance in a particular system may be found in the technical
manuals for the system.
Karena Waveguide secara alami memiliki rasio kerugian yang rendah, sebagian besar kerugian dalam
suatu sistem Waveguide disebabkan oleh faktor-faktor lain. Sendi terhubung secara tidak benar atau
rusak permukaan batin dapat menurunkan efisiensi sistem untuk titik yang tidak akan bekerja sama
sekali. Oleh karena itu, Anda harus berhati-hati ketika bekerja dengan waveguides untuk mencegah
kerusakan fisik. Karena terbuat dari waveguides lembut, bahan konduktif seperti tembaga atau
aluminium, mereka sangat mudah penyok atau ubahlah. Bahkan sedikit kerusakan pada permukaan
batin Waveguide akan menyebabkan gelombang berdiri dan, sering, lengkung internal. Lengkung
internal menyebabkan kerusakan lebih lanjut Waveguide dalam suatu tindakan yang sering mandiri
sampai rusak luar Waveguide digunakan. Bagian dari pekerjaan Anda sebagai seorang teknisi akan
memeriksa sistem Waveguide kerusakan fisik. Penyok yang disebutkan sebelumnya hanya satu jenis
kerusakan fisik yang dapat mengurangi efisiensi sistem. Masalah lain terjadi karena waveguides terbuat
dari bahan konduktif seperti tembaga sementara struktur dari sebagian besar kapal terbuat dari baja.
Ketika dua logam berbeda, seperti tembaga dan baja, berada dalam kontak langsung, suatu tindakan
yang disebut listrik elektrolisis berlangsung sangat cepat yang menyebabkan korosi dari logam.
Waveguides dapat sepenuhnya dihancurkan oleh korosi elektrolitik dalam waktu yang relatif singkat
waktu jika mereka tidak terisolasi dari kontak langsung dengan logam lain. Setiap pemeriksaan sebuah
sistem Waveguide harus meliputi inspeksi yang rinci dari semua poin dukungan untuk memastikan
bahwa korosi elektrolitik tidak terjadi. Setiap Waveguide yang terkena cuaca harus dicat dan semua
sendi disegel. Lukisan alam yang tepat mencegah korosi, dan menyegel sendi mencegah kelembaban
memasuki Waveguide.
Uap air dapat menjadi salah satu musuh terburuk dari sebuah sistem Waveguide. Sebagaimana dibahas
sebelumnya, dielektrik di waveguides adalah udara, yang merupakan dielektrik yang sangat baik asalkan
bebas dari kelembaban. Udara basah, bagaimanapun, adalah dielektrik yang sangat buruk dan dapat
menyebabkan lengkung internal yang serius dalam sistem Waveguide. Untuk alasan ini perawatan
diambil untuk memastikan bahwa sistem Waveguide bertekanan dengan udara yang kering. Memeriksa
tekanan dan kadar air dari udara Waveguide mungkin salah satu harian Anda tugas pemeliharaan
sistem.
Lebih rinci dan pemeliharaan instalasi Waveguide informasi dapat ditemukan dalam buku pedoman
teknis yang berlaku untuk sistem Anda.
Sumber lain adalah Elektronik Buku Pegangan Instalasi dan Pemeliharaan (EIMB) diterbitkan oleh Naval
Sea Systems Command. Buku Pegangan Instalasi Standar EIMB, NAVSEA 0967-LP-000-0110, adalah
volume yang berurusan dengan Waveguide instalasi dan pemeliharaan.
Q.41 Apa hasil dari perubahan mendadak dalam ukuran, bentuk, atau dielektrik dari Waveguide?
Q.42 A Waveguide tikungan harus memiliki jari-jari minimum apa?
Q.43 apa yang paling umum bersama Waveguide jenis?
Q.44 apa yang paling mungkin menyebabkan kerugian dalam sistem Waveguide?
Teori Waveguide 13
Waveguide PERANGKAT
Diskusi tentang waveguides, sampai titik ini, telah peduli hanya dengan transfer energi dari satu titik ke
titik lain. Banyak Waveguide perangkat telah dikembangkan, namun, yang mengubah energi dengan
cara tertentu selama transit. Beberapa perangkat berbuat apa-apa lebih dari mengubah arah energi.
Lain telah dirancang untuk mengubah karakteristik dasar atau tingkat kekuatan energi elektromagnetik.
Bagian ini akan menjelaskan prinsip-prinsip operasi dasar dari beberapa perangkat Waveguide lebih
umum, seperti directional skrup, rongga RESONATORS, dan Hybrid persimpangan.
Directional skrup
Directional coupler adalah perangkat yang menyediakan metode sampling energi dari dalam Waveguide
untuk pengukuran atau penggunaan di sirkuit lainnya. Sebagian besar energi sampel skrup bepergian
dalam satu arah saja. Namun, arah skrup dapat dibangun bahwa energi sampel di kedua arah. Hal ini
disebut bidirectional skrup dan secara luas digunakan dalam radar dan sistem komunikasi.
Directional skrup dapat dibangun dengan berbagai cara. The coupler digambarkan pada Gambar 1-53
adalah dibangun dari Waveguide tertutup bagian dari dimensi yang sama sebagai Waveguide di mana
energi untuk menjadi sampel. The "b" dinding bagian tertutup ini di-mount dengan "b" dinding
Waveguide dari mana sampel akan diambil. Ada dua lubang di "b" dinding antara bagian coupler. Kedua
lubang 1 / 4 l terpisah. Bagian atas dari directional coupler memiliki baji menyerap energi-materi di satu
ujung dan sebuah pickup probe dihubungkan ke output jack di ujung lain. Yang menyerap bahan
penyerap energi tidak ditujukan pada pemeriksaan dan sebagian dari keseluruhan energi yang
memasuki bagian.
Gambar 1-53. - Directional coupler.
Gambar 1-54 mengilustrasikan dua porsi insiden wavefront dalam Waveguide. Ombak perjalanan
menuruni Waveguide dalam arah yang ditunjukkan dan masukkan bagian coupler melalui kedua lubang.
Karena kedua bagian dari gelombang jarak perjalanan yang sama, mereka berada dalam fase ketika
mereka tiba di pickup probe. Karena dalam fase gelombang, mereka menambahkan bersama-sama dan
memberikan contoh dari energi yang merambat di dalam Waveguide. Sampel yang diambil adalah hanya
sebagian kecil dari energi yang merambat di dalam Waveguide. Besarnya sampel, bagaimanapun, adalah
sebanding dengan besarnya energi dalam Waveguide. Para bahan penyerap dirancang untuk
memastikan bahwa sampel rasio antara energi dan energi di Waveguide konstan. Kalau tidak, sampel
akan berisi informasi yang tidak berguna.
Gambar 1-54. - Insiden gelombang dalam coupler terarah dirancang untuk sampel kejadian gelombang.
Rasio biasanya tertera pada coupler dalam bentuk suatu faktor pelemahan.
Efek coupler terarah pada setiap energi tercermin diilustrasikan pada Gambar 1-55. Perhatikan bahwa
kedua gelombang tidak melakukan perjalanan jarak yang sama ke pickup probe. Gelombang diwakili
oleh garis putus-putus perjalanan 1 / 2 l lebih lanjut dan tiba di probe 180 derajat keluar dari fase
dengan gelombang yang diwakili oleh garis padat. Karena gelombang 180 derajat keluar dari fase pada
probe, mereka membatalkan satu sama lain dan tidak ada energi diinduksi dalam probe pickup. Ketika
energi yang dipantulkan tiba di bahan penyerap, hal itu menambah dan diserap oleh materi.
Gambar 1-55. - Terpantul gelombang dalam coupler terarah.
Sebuah directional coupler yang dirancang untuk sampel energi tercermin ditunjukkan pada Gambar 156. Para bahan penyerap dan probe berada dalam posisi yang berlawanan dari directional coupler
dirancang untuk sampel kejadian energi. Posisi ini menyebabkan dua porsi energi yang dipantulkan
untuk tiba di probe dalam fase, memberikan sampel energi yang dipantulkan. Ditularkan sampel energi,
bagaimanapun, adalah diserap oleh bahan penyerap.
Gambar 1-56. - Directional coupler tercermin dirancang untuk sampel energi.
Coupler bidirectional sederhana untuk pengambilan sampel kedua tercermin menular dan energi dapat
dibangun dengan me-mount dua arah skrup pada sisi berlawanan Waveguide, seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 1-57.
Gambar 1-57. - Bidirectional coupler.
Q.45 Apa tujuan utama dari arah coupler?
Q.46 Seberapa jauh terpisah adalah dua lubang di terarah sederhana coupler?
Q.47 Apa tujuan dari bahan penyerap dalam coupler terarah?
Q.48 Dalam directional coupler yang dirancang untuk sampel kejadian energi, apa yang terjadi pada dua
bagian dari wavefront ketika mereka tiba di probe pickup?
Q.49 Apa yang terjadi dengan energi yang tercermin memasuki terarah coupler yang dirancang untuk
sampel kejadian energi?
Teori Waveguide 14
Rongga Resonators
Pada peralatan elektronik biasa sebuah rangkaian resonan terdiri dari sebuah kumparan dan sebuah
kapasitor yang terhubung baik secara seri atau paralel. Frekuensi resonansi dari rangkaian meningkat
dengan mengurangi kapasitansi, induktansi, atau keduanya. Suatu titik akhirnya dicapai dimana
induktansi dan kapasitansi dapat dikurangi lebih jauh lagi. Ini adalah frekuensi tertinggi di mana
rangkaian konvensional dapat berosilasi.
Batas atas untuk resonan konvensional adalah antara tahun 2000 dan 3000 megahertz. Pada frekuensi
ini, induktansi dapat terdiri dari sebuah kumparan satu-setengah putaran, dan kapasitansi mungkin
hanya menjadi kapasitansi kumparan. Tuning satu setengah kumparan gilirannya sangat sulit dan tuning
kapasitansi bahkan lebih sulit. Sebagai tambahan, seperti rangkaian hanya akan menangani jumlah yang
sangat kecil saat ini.
NEETS, Module 10, Introduction to Wave Propagasi menjelaskan bahwa 1 / 4 l bagian Jalur transmisi
dapat bertindak sebagai rangkaian resonan. Hal yang sama berlaku dari 1 / 4 l bagian Waveguide.
Karena Waveguide adalah hampa, itu juga dapat dianggap sebagai rongga resonan.
Menurut definisi, suatu rongga resonan adalah setiap ruang yang benar-benar tertutup oleh dinding
melakukan yang dapat berisi medan elektromagnetik yang berosilasi dan memiliki sifat resonan. Rongga
memiliki banyak keunggulan dan menggunakan di frekuensi gelombang mikro. Rongga resonan memiliki
Q yang sangat tinggi dan dapat dibangun untuk menangani jumlah yang relatif besar kekuasaan. Rongga
dengan nilai Q lebih dari 30.000 yang tidak biasa. Q tinggi memberikan perangkat ini bandpass sempit
dan memungkinkan tuning sangat akurat. Sederhana, kasar konstruksi adalah keuntungan tambahan.
Meskipun rongga resonators, dibangun untuk rentang frekuensi yang berbeda dan aplikasi, memiliki
berbagai macam bentuk, prinsip-prinsip dasar operasi adalah sama untuk semua.
Salah satu contoh dari sebuah rongga resonator adalah kotak persegi panjang yang ditunjukkan pada
Gambar 1-58, view (A). Ini dapat dianggap sebagai bagian dari Waveguide persegi panjang ditutup pada
kedua ujungnya dengan melakukan piring. Frekuensi di mana modus resonan terjadi adalah 1 / 2 l dari
jarak antara akhir piring. Magnetik dan medan listrik pola dalam rongga persegi ditampilkan dalam
tampilan (B).
Gambar 1-58A. - Rectangular Waveguide rongga resonator. Resonator SHAPE
Gambar 1-58B. - Rectangular Waveguide rongga resonator. FIELD POLA
OF A SIMPLE MODE
Rongga persegi panjang hanya salah satu dari banyak rongga perangkat yang berguna sebagai
resonators frekuensi tinggi. Gambar 1-59 menunjukkan perkembangan silinder rongga resonan dari
jumlah yang tak terhingga gelombang seperempat bagian saluran transmisi. Dalam pandangan (A) 1 / 4 l
bagian ini terbukti setara dengan sebuah rangkaian resonan dengan jumlah yang sangat kecil dari
induktansi dan kapasitansi. Tiga 1 / 4 l bagian bergabung dalam paralel dalam pandangan (B). Perhatikan
bahwa meskipun kemampuan membawa arus dari beberapa 1 / 4 l bagian adalah lebih besar daripada
salah satu bagian, frekuensi resonansi tidak berubah. Hal ini terjadi karena penambahan secara paralel
menurunkan induktansi total induktansi, tetapi penambahan kapasitansi secara paralel meningkatkan
kapasitansi total dengan proporsi yang sama. Dengan demikian, frekuensi resonansi tetap sama seperti
itu untuk satu bagian. Peningkatan jumlah jalan saat ini juga menurunkan resistansi total dan
meningkatkan Q dari rangkaian resonan. View (C) menunjukkan sebuah langkah penengah dalam
pengembangan rongga. View (D) menunjukkan rongga resonan selesai silinder dengan diameter 1 / 2 l
pada frekuensi resonansi.
Gambar 1-59A. - Pengembangan silinder rongga resonan. GELOMBANG QUARTER-SETARA BAGIAN KE LC
CIRCUIT
Gambar 1-59B. - Pengembangan silinder rongga resonan. QUARTER-WAVE LINES Joined
Gambar 1-59C. - Pengembangan silinder rongga resonan. Silinder rongga resonan DIBENTUK DARI
MENJADI GELOMBANG QUARTER-BAGIAN
Gambar 1-59D. - Pengembangan silinder rongga resonan. Silinder Resonant rongga
Teori Waveguide 15
Ada dua variabel yang menentukan frekuensi utama dari setiap rongga resonan. Variabel pertama
adalah UKURAN FISIK. Secara umum, semakin kecil lubang, semakin tinggi frekuensi resonan. Kedua
adalah faktor mengendalikan SHAPE dari rongga. Gambar 1-60 mengilustrasikan beberapa bentuk
rongga yang umum digunakan. Ingat dari sebelumnya menyatakan definisi dari rongga resonan bahwa
permukaan konduktif tertutup sepenuhnya, apapun bentuknya, dapat bertindak sebagai resonator
rongga.
Gambar 1-60. - Beberapa jenis rongga.
Resonators rongga pada dasarnya adalah energi dalam cara yang sama seperti waveguides dan memiliki
distribusi bidang yang sama. Jika rongga ditunjukkan pada Gambar 1-61 adalah bersemangat dalam
modus TE, gelombang elektromagnetik akan mencerminkan bolak-balik sepanjang sumbu Z dan
membentuk gelombang berdiri. Gelombang berdiri ini akan membentuk konfigurasi lapangan di dalam
rongga yang akan memenuhi kondisi batas yang sama seperti yang terdapat dalam sebuah Waveguide.
Modus operasi dalam rongga dijelaskan dalam kaitannya dengan bidang yang ada di X, Y, dan Z dimensi.
Tiga subskrip digunakan; subskrip pertama menunjukkan jumlah 1 / 2 l sepanjang sumbu X, yang kedua
menunjukkan jumlah subskrip 1 / 2 l sepanjang sumbu Y dan subskrip ketiga menunjukkan jumlah 1 / 2 l
sepanjang Z sumbu.
Gambar 1-61. - Rectangular rongga resonator.
Energi dapat dimasukkan atau dikeluarkan dari rongga dengan metode yang sama yang digunakan untuk
beberapa energi masuk dan keluar dari waveguides. Prinsip-prinsip operasi probe, loop, dan slot sama
meskipun digunakan dalam rongga atau Waveguide. Oleh karena itu, salah satu dari tiga metode dapat
digunakan dengan rongga untuk menyuntikkan atau menghapus energi.
Frekuensi resonansi suatu rongga dapat divariasikan dengan mengubah salah satu dari tiga parameter:
volume rongga, rongga kapasitansi, atau rongga induktansi. Mengubah frekuensi dari rongga dikenal
sebagai TUNING. Metode mekanis tuning sebuah rongga mungkin berbeda dengan aplikasi, tetapi
semua metode menggunakan prinsip listrik yang sama.
Sebuah metode mekanis tuning sebuah rongga dengan mengubah volume (VOLUME TUNING) yang
diilustrasikan pada Gambar 1-62. Memvariasikan jarak d akan menghasilkan frekuensi resonansi yang
baru karena induktansi dan kapasitansi dari rongga yang diubah oleh jumlah yang berbeda. Jika volume
berkurang, frekuensi resonansi akan lebih tinggi. Frekuensi resonansi akan lebih rendah jika volume
rongga dibuat lebih besar.
Gambar 1-62. - Cavity tuning menurut volume.
Capacitive TUNING dari rongga ditunjukkan pada tampilan (A) gambar 1-63. Siput yang dapat diatur atau
sekrup ditempatkan di daerah garis E maksimum. Jarak d merupakan jarak antara dua pelat kapasitor.
Seperti siput yang bergerak di, jarak antara kedua pelat menjadi lebih kecil dan kapasitansi meningkat.
Peningkatan kapasitansi menyebabkan penurunan frekuensi resonansi. Ketika siput itu bergerak keluar,
frekuensi resonansi dari rongga meningkat.
Gambar 1-63A. - Metode mengubah frekuensi resonan dari suatu rongga. MENGUBAH kapasitansi
Gambar 1-63B. - Metode mengubah frekuensi resonan dari suatu rongga. MENGUBAH induktansi
INDUKTIF TUNING dicapai dengan menempatkan nonmagnetik siput di daerah H maksimum baris,
seperti yang ditunjukkan pada tampilan (B) dari angka 1-63. Garis H yang berubah menginduksikan arus
dalam siput yang mendirikan lapangan H lawan. Lapangan lawan H mengurangi total lapangan dalam
rongga, dan karena itu mengurangi total induktansi. Mengurangi induktansi, dengan memindahkan siput
dalam, meningkatkan frekuensi resonan. Meningkatkan induktansi, dengan memindahkan siput keluar,
menurunkan frekuensi resonansi.
Rongga resonan banyak digunakan dalam rentang microwave, dan banyak aplikasi yang akan dipelajari
dalam bab 2. Sebagai contoh, sebagian besar tabung microwave dan penggunaan perangkat transmisi
rongga dalam beberapa bentuk untuk menghasilkan energi gelombang mikro. Rongga juga digunakan
untuk menentukan frekuensi perjalanan energi dalam Waveguide, karena perangkat pengukuran
konvensional tidak bekerja dengan baik pada frekuensi gelombang mikro.
Q.50 Apa dua variabel menentukan frekuensi utama dari rongga resonan?
Q.51 Energi dapat dimasukkan atau dikeluarkan dari rongga oleh tiga metode apa?
Inductive Q.52 tuning dari rongga resonan dilakukan dengan menempatkan nonmagnetik siput di bidang
apa?
Teori Waveguide 16
Waveguide Belokan
Anda mungkin telah mengasumsikan bahwa ketika energi yang merambat di sebuah Waveguide
mencapai persimpangan, itu hanya membagi dan mengikuti persimpangan. Hal ini tidak sepenuhnya
benar. Berbagai jenis sambungan mempengaruhi energi dalam cara yang berbeda. Sejak Waveguide
Persimpangan digunakan secara luas di kebanyakan sistem, Anda perlu memahami prinsip-prinsip
operasi dasar yang paling sering digunakan.
T JUNCTION adalah yang paling sederhana yang biasa digunakan Waveguide persimpangan. T
Persimpangan dibagi menjadi dua tipe dasar, E-JENIS dan H-TYPE. Persimpangan HIBRIDA
perkembangan lebih rumit T dasar persimpangan. The MAGIC-T dan Ring Hybrid adalah dua paling
sering digunakan sambungan hibrida.
E-TYPE T JUNCTION. - Sebuah E-jenis sambungan T diilustrasikan pada Gambar 1-64, view (A). Hal ini
disebut sebagai E-jenis sambungan T karena lengan sambungan memanjang dari Waveguide utama
dalam arah yang sama dengan bidang E dalam Waveguide.
Gambar 1-64, view (B), menggambarkan penampang dilihat dari tipe E T persimpangan dengan input
dimasukkan ke dalam berbagai senjata. Untuk mempermudah, garis magnetik yang selalu hadir dengan
medan listrik telah diabaikan. Dalam pandangan (K), input dimasukkan ke dalam lengan b dan keluaran
diambil dari a dan c lengan. Ketika bidang E tiba antara titik 1 dan 2, titik 1 menjadi positif dan titik 2
menjadi negatif. Muatan positif pada titik 1 kemudian menginduksi muatan negatif pada dinding pada
titik 3. Muatan negatif pada titik 2 menginduksi muatan positif pada titik 4. Tuduhan-tuduhan ini
menyebabkan ladang untuk membentuk 180 derajat keluar dari fase dalam Waveguide utama, sehingga
output 180 derajat akan keluar dari fase satu sama lain. Dalam pandangan (L), dua di fase amplitudo
input yang sama diberi makan ke dalam a dan c lengan. Sinyal pada titik-titik 1 dan 2 mempunyai fase
yang sama dan amplitudo. Tidak ada perbedaan potensial yang ada di pintu masuk b lengan, dan tidak
ada energi akan digabungkan keluar. Namun, ketika dua sinyal dimasukkan ke dalam a dan c lengan 180
derajat keluar dari fase, seperti terlihat pada tampilan (M), poin 1 dan 2 mempunyai perbedaan
potensial. Perbedaan ini potensial menyebabkan lapangan E dari titik 1 ke titik 2 di lengan b, dan energi
digabungkan keluar dari lengan ini. Dilihat (N) dan (P) menggambarkan dua metode untuk mendapatkan
dua output dengan hanya satu masukan.
Gambar 1-64. - E-sawah di sebuah E-tipe T junction.
H-TYPE T JUNCTION. - Sebuah H-jenis sambungan T diilustrasikan pada Gambar 1-65, view (A).
Hal ini disebut sebagai H-jenis sambungan T karena sumbu panjang "b" lengan sejajar dengan bidang
garis gaya magnet di Waveguide. Sekali lagi, untuk kemudahan, hanya garis E diperlihatkan dalam
gambar ini. Setiap X menunjukkan garis E bergerak menjauh dari pengamat. Setiap titik menunjukkan
garis E bergerak ke arah pengamat.
Dalam pandangan (1) dari angka 1-65, view (B), sinyal dimasukkan ke dalam lengan b dan di-fase
keluaran diperoleh dari a dan c lengan. Dalam pandangan (2), di-fase sinyal dimasukkan ke dalam lengan
a dan c dan sinyal keluaran diperoleh dari lengan b karena ladang tambahkan di persimpangan dan
menyebabkan E b baris ke lengan. Jika 180-derajat-out-of-fasa sinyal yang dimasukkan ke dalam lengan
a dan c, seperti diperlihatkan dalam tampilan (3), tidak ada output diperoleh dari lengan b karena bidang
lawan membatalkan di persimpangan. Jika sinyal dimasukkan ke dalam sebuah lengan, seperti yang
ditunjukkan dalam pandangan (4), output akan diperoleh dari b dan c lengan. Hal yang sebaliknya juga
benar. Jika sinyal dimasukkan ke dalam c lengan, output akan diperoleh dari a dan b lengan.
Gambar 1-65A. - E-sawah di H-jenis sambungan. H-TYPE T JUNCTION
Gambar 1-65B. - E-sawah di H-jenis sambungan. UNTUK BERBAGAI BIDANG INPUTS
MAGIC-T Hybrid JUNCTION. - Sebuah versi sederhana dari sihir-T hibrida sambungan ditunjukkan pada
Gambar 1-66. Keajaiban-T adalah kombinasi dari H-jenis dan E-jenis T junction. Aplikasi yang paling
umum dari jenis sambungan ini adalah sebagai bagian untuk microwave mixer penerima radar.
Operasinya sebagai mixer akan dibahas dalam modul NEETS nanti. Saat ini, hanya bidang dalam sihir-T
junction akan dibahas.
Gambar 1-66. - Magic-T hybrid junction.
Teori Waveguide 17
Jika sinyal dimasukkan ke dalam lengan b sihir-T, ini akan terbagi menjadi dua out-of-fase komponen.
Seperti ditunjukkan dalam gambar 1-67, view (A), dua komponen ini akan bergerak ke dalam a dan c
lengan. Memasuki sinyal lengan b tidak akan masuk dalam d lengan karena potensi nol yang ada di pintu
masuk d lengan. Potensial harus nol pada titik ini untuk memenuhi kondisi batas b lengan. Tidak adanya
potensi ini diilustrasikan dalam pandangan (B) dan (C) di mana besarnya medan E di lengan b
ditunjukkan dengan panjang anak panah. Karena garis E maksimal di tengah b lengan dan minimum di
tepi tempat lengan d pintu masuk terletak, tidak ada beda potensial ada di mulut d lengan.
Gambar 1-67A. - Magic-T dengan input untuk lengan b.
Gambar 1-67b. - Magic-T dengan input untuk lengan b.
Gambar 1-67C. - Magic-T dengan input untuk lengan b.
Singkatnya, ketika sebuah input diterapkan pada lengan b keajaiban-T hibrida persimpangan, sinyal
output dari lengan a dan c adalah 180 derajat keluar dari fase satu sama lain, dan tidak ada output yang
terjadi pada d lengan.
Tindakan yang terjadi ketika sinyal dimasukkan ke dalam lengan d sihir-T diilustrasikan pada Gambar 168. Sebagaimana dengan tipe H T persimpangan, sinyal masuk ke d lengan membagi dan bergerak ke
bawah a dan c lengan sebagai output yang ada di fase satu sama lain dan dengan input. Bentuk bidang E
gerak adalah ditunjukkan oleh nomor irisan melengkung. Sebagai bidang E bergerak ke bawah d lengan,
poin 2 dan 3 berada pada potensial yang sama. Membagi energi yang sama ke dalam pelukan a dan c,
dan E-sawah di kedua lengan menjadi identik dalam bentuk. Karena potensi di kedua sisi lengan b adalah
sama, tidak ada beda potensial ada di pintu masuk ke b lengan, sehingga menghasilkan output.
Gambar 1-68. - Magic-T dengan input untuk mempersenjatai d.
Ketika sebuah sinyal input dimasukkan ke dalam sebuah lengan seperti yang ditunjukkan pada Gambar
1-69, sebagian dari energi digabungkan ke dalam b lengan karena akan berada pada tipe E T junction.
Bagian yang sama dari sinyal digabungkan melalui d lengan karena tindakan H-jenis sambungan. C
lengan memiliki dua bidang di atasnya yang berada di luar fase satu sama lain. Oleh karena itu ladang
membatalkan, sehingga tidak ada output dengan c lengan. Kebalikan dari tindakan ini terjadi jika sinyal
dimasukkan ke dalam c lengan, sehingga menghasilkan output pada b dan d lengan dan tidak ada output
dengan sebuah lengan.
Gambar 1-69. - Magic-T dengan input untuk lengan a.
Sayangnya, ketika sinyal berlaku untuk setiap lengan ajaib-T, aliran energi dalam lengan keluaran
dipengaruhi oleh pantulan. Refleksi disebabkan oleh ketidakcocokan impedansi di persimpangan.
Refleksi ini penyebab dua kerugian utama 'sihir-T. Pertama, refleksi mewakili daya yang hilang karena
semua energi yang dimasukkan ke persimpangan tidak mencapai beban yang lengan feed. Kedua,
pantulan menghasilkan gelombang berdiri yang dapat mengakibatkan melengkung internal. Jadi daya
maksimum ajaib-T dapat menangani sangat berkurang.
Reflections dapat dikurangi dengan menggunakan beberapa cara 'pencocokan impedansi yang tidak
merusak bentuk' persimpangan. Salah satu metode yang ditunjukkan pada Gambar 1-70. Sebuah posting
digunakan untuk mencocokkan H pesawat, dan iris digunakan untuk mencocokkan E pesawat. Meskipun
metode ini mengurangi refleksi, itu menurunkan daya kemampuan penanganan lebih jauh.
Gambar 1-70. - Magic-T impedansi pencocokan.
Hybrid RING. - Jenis sambungan hibrida yang mengatasi pembatasan kekuatan sihir-T adalah hibrida
cincin, juga disebut RAT RACE. Hibrida cincin, diilustrasikan pada Gambar 1-71, view (A), sebenarnya
merupakan modifikasi dari sihir-T. Hal ini dibangun dari 'persegi panjang waveguides dibentuk menjadi
pola melingkar. Lengan bergabung ke Waveguide melingkar membentuk tipe E T junction. View (B)
menunjukkan, dalam panjang gelombang, dimensi yang diperlukan untuk sebuah cincin hibrid untuk
beroperasi dengan baik.
Gambar 1-71a. - Hybrid cincin dengan panjang gelombang pengukuran.
Gambar 1-71B. - Hybrid cincin dengan panjang gelombang pengukuran.
Cincin hibrida digunakan terutama dalam bertenaga tinggi radar dan sistem komunikasi untuk
melakukan dua fungsi. Selama periode transmisi, cincin pasangan hibrida energi gelombang mikro dari
pemancar ke antena dan tidak memungkinkan energi untuk mencapai penerima. Selama siklus
menerima, cincin pasangan hibrida energi dari antena ke penerima dan tidak memungkinkan energi
untuk mencapai pemancar. Setiap alat yang melakukan kedua fungsi ini disebut DUPLEXER. Sebuah
duplexer mengijinkan sebuah sistem untuk menggunakan antena yang sama baik untuk transmisi dan
menerima. Karena satu-satunya penerapan Common hibrida cincin adalah sebagai duplexer, rincian
tentang operasi cincin hibrid akan dijelaskan dalam modul-modul mengenai NEETS kemudian Duplexers.
Q.53 Apa dua tipe dasar T junction?
Q.54 Mengapa H-jenis T junction dinamakan demikian?
Q.55 The magic-T terdiri dari dua tipe dasar apa T junction?
Q.56 Apa kelemahan utama keajaiban-T?
Q.57 Jenis sambungan terbentuk di mana lengan cincin hibrida memenuhi cincin utama?
Q.58 Hybrid cincin digunakan terutama untuk tujuan apa?
Teori Waveguide 18
Ferit Devices
Sebuah ferit adalah sebuah alat yang terdiri dari bahan yang menyebabkannya memiliki sifat-sifat
magnetik berguna dan, pada saat yang sama, tinggi resistensi terhadap aliran arus. Bahan utama yang
digunakan dalam pembangunan ferrites biasanya merupakan senyawa oksida besi dengan pengotor
oksida lainnya menambahkan. Senyawa oksida besi mempertahankan sifat ferromagnetic atom, dan
pengotor oksida lain meningkatkan resistensi terhadap aliran arus. Kombinasi properti tidak ditemukan
dalam bahan magnetik konvensional. Besi, misalnya, memiliki sifat-sifat magnetik yang baik tetapi yang
relatif rendah resistensi terhadap aliran arus. Resistansi yang rendah menyebabkan pusaran arus dan
kerugian daya yang signifikan pada frekuensi tinggi Ferrites, di sisi lain, memiliki ketahanan yang
memadai harus diklasifikasikan sebagai semikonduktor.
Senyawa yang digunakan dalam komposisi ferrites dapat dibandingkan dengan senyawa yang lebih
akrab digunakan dalam transistor. Seperti dalam konstruksi transistor, berbagai sifat magnetik dan listrik
dapat dihasilkan oleh pilihan yang tepat atom dalam proporsi yang tepat. Contoh dari perangkat ferit
yang ditunjukkan pada Gambar 1-72.
Gambar 1-72. - Ferit attenuator.
Ferrites telah lama digunakan di frekuensi konvensional dalam komputer, televisi, dan sistem
perekaman magnetik. Penggunaan ferrites pada frekuensi gelombang mikro adalah perkembangan yang
relatif baru dan telah memiliki pengaruh yang besar terhadap desain sistem microwave. Di masa lalu,
peralatan microwave dibuat untuk menyesuaikan diri dengan frekuensi sistem dan kemungkinan desain
terbatas. Sifat-sifat yang unik menyediakan variabel ferrites reaktansi dimana energi gelombang mikro
dapat dimanipulasi untuk menyesuaikan diri dengan sistem microwave. Saat ini, digunakan sebagai
ferrites LOAD ISOLATORS, FASE shifter, VARIABLE ATTENUATORS, modulator, dan switch dalam sistem
microwave. Pengoperasian ferrites sebagai isolators, attenuators, dan fase shifter akan dijelaskan dalam
paragraf berikut. Ferrites pengoperasian dalam aplikasi lain akan dijelaskan di kemudian NEETS modul.
Properti magnetik dari setiap bahan adalah hasil dari gerakan elektron dalam atom bahan. Elektron
memiliki dua jenis gerakan. Yang paling dikenal adalah gerakan orbital elektron sekitar nukleus atom.
Kurang dikenal, tetapi bahkan lebih penting, adalah gerakan elektron tentang porosnya sendiri, yang
disebut spin elektron.
Anda akan ingat bahwa medan magnet yang dihasilkan oleh aliran arus. Sejak saat ini adalah pergerakan
elektron, gerakan elektron dalam sebuah atom menciptakan medan magnet. Medan magnet yang
disebabkan oleh pergerakan elektron tentang inti memiliki sedikit efek pada sifat-sifat magnetik
material. Medan magnet yang disebabkan oleh spin elektron bergabung untuk memberikan sifat-sifat
magnetik bahan. Berbagai jenis gerakan elektron diilustrasikan pada Gambar 1-73. Pada sebagian besar
bahan sumbu spin elektron begitu acak diatur bahwa sebagian besar medan magnet membatalkan
keluar dan menampilkan materi yang tidak berarti sifat-sifat magnetik. Sumbu spin elektron dalam
beberapa bahan, seperti besi dan nikel, dapat disebabkan untuk menyelaraskan dengan menerapkan
medan magnet eksternal. Penjajaran elektron dalam bahan menyebabkan medan magnet untuk
menambah, dan materi kemudian memiliki sifat-sifat magnetik.
Gambar 1-73. - Dua jenis gerakan elektron.
Dengan tidak adanya kekuatan eksternal, sumbu berputar setiap benda cenderung untuk tetap
menunjuk pada satu arah. Spinning elektron berperilaku dengan cara yang sama. Oleh karena itu, sekali
elektron sejajar, mereka cenderung tetap selaras bahkan ketika medan eksternal dihapus. Elektron
kesejajaran dalam ferit disebabkan oleh gerakan orbital elektron sekitar nukleus dan gaya yang
memegang atom bersama-sama. Ketika medan magnet yang statis diterapkan, elektron mencoba untuk
menyelaraskan mereka kapak berputar dengan kekuatan baru. Usaha elektron untuk menyeimbangkan
antara interaksi antara kekuatan baru dan kekuatan mengikat menyebabkan elektron goyah pada
sumbu mereka, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-74. Yang bergetar dari elektron memiliki
FREKUENSI Wobble resonan alam yang bervariasi dengan kekuatan medan yang diberikan. Ferit
tindakan didasarkan pada perilaku ini elektron di bawah pengaruh eksternal lapangan dan frekuensi
goyangan yang dihasilkan.
Gambar 1-74. - Elektron bergetar dalam medan magnet.
ATTENUATORS ferit. - Sebuah ferit attenuator dapat dibangun yang akan menipiskan frekuensi
microwave tertentu dan membiarkan semua orang lain untuk lulus tidak terpengaruh. Ini dapat
dilakukan dengan menempatkan sebuah ferit di tengah sebuah Waveguide, seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 1-72. Ferit harus diposisikan sehingga medan magnet yang disebabkan oleh elektron yang
tegak lurus terhadap energi di Waveguide. Sebuah mantap medan eksternal menyebabkan elektron
untuk bergetar pada frekuensi yang sama sebagai energi yang harus dilemahkan. Karena frekuensi
goyangan sama dengan frekuensi energi, energi dalam Waveguide selalu menambah bergetar dari
elektron. Spin elektron sumbu perubahan arah selama gerak bergetar dan energi yang digunakan. Gaya
menyebabkan kenaikan adalah energi yang bergetar dalam Waveguide. Dengan demikian, energi dalam
Waveguide ini dilemahkan oleh ferit dan dilepaskan sebagai panas. Energi dalam Waveguide bahwa
frekuensi yang berbeda dari frekuensi goyangan ferit sebagian besar tidak terpengaruh karena tidak
meningkatkan jumlah elektron bergetar. Frekuensi resonansi elektron bergetar dapat divariasikan atas
rentang yang terbatas dengan mengubah kekuatan medan magnet yang diterapkan.
ISOLATORS ferit. - Sebuah ferit Isolator adalah sebuah perangkat yang dapat dibangun sehingga
memungkinkan energi gelombang mikro untuk lulus dalam satu arah, tetapi blok energi dalam arah lain
dalam Waveguide. Isolator ini dibangun dengan menempatkan sepotong ferit off-center di sebuah
Waveguide, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-75. Sebuah medan magnet yang diterapkan oleh
magnet dan disesuaikan untuk membuat elektron bergetar ferit frekuensi sama dengan frekuensi energi
yang merambat di dalam Waveguide. Energi yang merambat di dalam Waveguide dari kiri ke kanan akan
mengatur medan magnet yang berputar yang berputar melalui bahan ferit dalam arah yang sama
dengan goyangan alami elektron. Medan magnet yang membantu meningkatkan bergetar dari elektron
ferit begitu banyak bahwa hampir semua energi dalam Waveguide diserap dan dihamburkan sebagai
panas. Medan magnet energi yang disebabkan oleh perjalanan dari kanan ke kiri memutar arah yang
berlawanan melalui ferit dan memiliki sedikit efek pada jumlah elektron bergetar. Dalam hal ini bidangbidang usaha untuk mendorong elektron berlawanan dengan arah goyangan alami dan tidak ada
gerakan besar terjadi. Karena tidak ada secara keseluruhan terjadi pertukaran energi, energi bepergian
dari kanan ke kiri dipengaruhi sangat sedikit.
Gambar 1-75. - Satu-cara isolator.
FASE ferit Shifter. - Ketika energi gelombang mikro adalah melewati sepotong ferit dalam medan
magnet, efek lain terjadi. Jika frekuensi energi gelombang mikro yang jauh lebih besar daripada elektron
frekuensi bergoyang, bidang polarisasi dari wavefront diputar. Hal ini dikenal sebagai ROTASI FARADAY
EFFECT dan diilustrasikan pada Gambar 1-76. Sebuah batang ferit ditempatkan sepanjang sumbu dari
Waveguide, dan medan magnet sudah diatur sepanjang sumbu dengan sebuah kumparan. Sebagai
wavefront memasuki bagian yang berisi ferit, ia menetapkan sebuah gerakan terbatas pada elektron.
Medan magnet dari wavefront dan bergoyang elektron berinteraksi, dan polarisasi dari wavefront
diputar. Jumlah rotasi tergantung pada panjang batang ferit. Arah rotasi tergantung pada arah medan
magnet luar dan dapat dibalik dengan membalik lapangan. Arah rotasi akan tetap konstan, tidak peduli
apa arah Waveguide energi dalam perjalanan, selama bidang eksternal tidak berubah.
Gambar 1-76. - Faraday rotasi.
Q.59 perangkat ferit berguna dalam aplikasi microwave karena mereka memiliki sifat-sifat apa?
Q.60 Manakah di antara dua jenis gerak elektron (gerakan orbital dan spin elektron) adalah lebih
penting dalam penjelasan tentang magnet?
Interaksi antara Q.61 eksternal lapangan dan kekuatan mengikat atom menyebabkan elektron untuk
melakukan apa?
Q.62 The resonan frekuensi goyangan elektron dapat diubah dengan variasi dari gaya apa?
Rotating Q.63 bidang polarisasi dari sebuah wavefront dengan cara melewatkannya melalui perangkat
ferit disebut apa?
Teori Waveguide 19
RINGKASAN
Bab ini disajikan informasi mengenai teori dan aplikasi Waveguide.
Informasi yang berikut meringkas poin-poin penting dari bab ini.
WAVEGUIDES adalah metode utama transportasi energi gelombang mikro. Waveguides memiliki lebih
sedikit kerugian dan kekuatan yang lebih besar daripada kemampuan penanganan jalur transmisi.
Ukuran fisik dari waveguides menjadi terlalu besar untuk penggunaan di frekuensi kurang dari 1000
megahertz. Waveguides dibuat dalam tiga bentuk dasar, seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi
pertama. Lebar, atau "," dimensi menentukan rentang frekuensi dari Waveguide, dan sempit, atau "b,"
dimensi kekuasaan menentukan kemampuan penanganan seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi
kedua. Waveguides menangani sejumlah kecil frekuensi baik di atas dan di bawah frekuensi operasi
utama. Energi adalah diangkut melalui waveguides oleh interaksi listrik dan magnet, disingkat E dan H
FIELD FIELD, masing-masing. The density of the E field varies at the same rate as the applied voltage. Jika
energi adalah perjalanan melalui Waveguide, dua kondisi batas harus dipenuhi: (1) Sebuah medan listrik,
ada di permukaan sebuah konduktor, harus tegak lurus dengan konduktor, dan (2) medan magnet yang
berbeda-beda harus ada dalam loop tertutup sejajar dengan konduktor dan tegak lurus terhadap medan
listrik.
Muka gelombang perjalanan menuruni Waveguide dengan mencerminkan dari dinding samping dalam
pola zigzag, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Sudut yang mencolok, atau sudut insiden (q), adalah
sama dengan sudut refleksi (q), menyebabkan wavefront tercermin memiliki bentuk yang sama seperti
kejadian wavefront. Kecepatan muka gelombang yang merambat di sebuah Waveguide disebut GROUP
KECEPATAN karena jalan berliku-liku muka gelombang ini. Kecepatan kelompok lebih lambat daripada
kecepatan muka gelombang melalui ruang.
CARA dalam waveguides yang dibagi menjadi dua kategori: (1) transversus ELECTRIC (TE) mode dan (2)
Magnetic transversus (TM) mode. Subskrip digunakan untuk melengkapi keterangan dari berbagai TE
dan mode TM. Modus yang dominan persegi panjang waveguides ditunjukkan pada gambar.
Waveguide INPUT / OUTPUT METODE dibagi menjadi tiga kategori dasar: probe, loop, dan slot. Ukuran,
bentuk, dan penempatan dalam Waveguide adalah faktor penting dalam efisiensi dari ketiga input /
output metode.
Waveguide / IMPEDANCE PENCOCOKAN sering diperlukan untuk mengurangi refleksi yang disebabkan
oleh ketidaksesuaian antara Waveguide dan beban. Perangkat pencocokan disebut iris, yang
ditunjukkan dalam ilustrasi, digunakan untuk memperkenalkan baik kapasitansi atau induktansi (atau
kombinasi dari keduanya) ke dalam Waveguide. Konduktif POSTS dan sekrup juga dapat digunakan
untuk pencocokan impedansi di waveguides.
Waveguide pengakhiran mencegah gelombang berdiri pada akhir sebuah sistem Waveguide. Mereka
biasanya dibangun khusus tanduk atau menyerap banyak disebut Dummy BEBAN.
Waveguide Plumbing mengacu pada tikungan, kelokan, dan sendi yang diperlukan untuk menginstal
waveguides. E bends, H tikungan, dan tikungan harus memiliki radius lebih dari dua panjang gelombang.
JOINT choke, yang ditunjukkan pada gambar, yang paling sering digunakan untuk menghubungkan dua
potong Waveguide. ROTATING JOINT yang digunakan ketika Waveguide harus tersambung ke beban
berputar seperti antena.
Directional skrup adalah alat yang memungkinkan sampling energi dalam Waveguide. Directional skrup
dapat dibangun untuk energi sampel dalam satu arah saja atau di kedua arah. Energi yang dikeluarkan
oleh directional coupler adalah contoh kecil yang sebanding dengan besarnya energi dalam Waveguide.
Contoh coupler terarah ditunjukkan dalam ilustrasi.
Sebuah rongga resonan adalah setiap ruang yang benar-benar tertutup oleh dinding konduktif yang
dapat berisi medan elektromagnetik yang berosilasi dan dapat memiliki properti resonan. Beberapa
bentuk rongga yang ditampilkan pada ilustrasi.
Waveguide persimpangan adalah dari beberapa tipe dasar. T-JUNCTION mungkin salah satu dari E-TYPE
atau H-TYPE. Efek pada energi input tergantung pada lengan yang digunakan sebagai input. The MAGICT HYBRID JUNCTION, yang ditunjukkan di sebelah kanan, adalah kombinasi dari E-dan H-jenis T junction.
PERANGKAT ferit menggabungkan sifat-sifat magnetik dengan hambatan yang tinggi untuk aliran arus.
Ferrites dibangun dari senyawa oksida logam mengandung besi untuk mencapai karakteristik yang
diinginkan. Fakta bahwa sumbu putaran elektron akan bergetar pada frekuensi resonansi alami ketika
mengalami medan magnet eksternal adalah prinsip dasar pengoperasian perangkat ferit. Posisi
perangkat ferit khas dalam Waveguide ditunjukkan pada gambar.