도파관(waveguide)은 전도성이 좋은 재료로 만들어진 속이 빈 관형 전송선입니다. 전자기 에너지를 전파하는 데 사용되는 도구이며, 주로 파장이 수 센티미터 정도인 전자기파를 전송하는 데 사용됩니다.
직사각형 도파관의 크기를 선택할 때는 다음과 같은 요소를 고려해야 합니다.
1. 도파관 대역폭 문제
주어진 주파수 범위 내의 전자기파가 도파관 내에서 단일 TE10 모드로 전파되도록 하려면 다른 고차 모드를 차단해야 합니다.
2. 도파관 전력 용량 문제
필요한 전력을 전송할 때 도파관이 파손되어서는 안 됩니다. b 값을 적절히 증가시키면 전력 용량을 늘릴 수 있으므로 b는 가능한 한 커야 합니다.
3. 도파관의 감쇠
마이크로파가 도파관을 통과한 후 전력 손실이 최소화되기를 바랍니다. b 값을 증가시키면 감쇠가 줄어들기 때문에 b 값은 가능한 한 커야 합니다.
매력적인 요소들을 고려하여 직사각형 도파관의 크기는 일반적으로 다음과 같이 선택됩니다.
a=0.7λ, λ는 TE10의 차단 파장입니다.
b=(0.4-0.5)a
대부분의 직사각형 도파관은 최대 대역폭 비율 2:1, 즉 최고 주파수와 최저 차단 주파수의 비율이 2:1이 되도록 표준 도파관으로 알려진 2:1의 종횡비(a:b=2:1)로 설계됩니다. 전력 용량을 향상시키기 위해 b>a/2인 도파관을 고차 도파관이라고 하며, 부피와 무게를 줄이기 위해 b > a/2인 도파관을 고차 도파관이라고 합니다.
원형 도파관이 전파할 수 있는 최대 대역폭 비율은 1.3601:1입니다. 즉, 가장 높은 단일 모드 주파수와 가장 낮은 차단 주파수의 비율이 1.3601:1입니다. 직사각형 도파관의 권장 동작 주파수는 차단 주파수보다 30% 높고 두 번째로 높은 모드 차단 주파수보다 5% 낮은 주파수입니다. 이러한 권장 값은 저주파수에서의 주파수 분산과 고주파수에서의 다중 모드 동작을 방지합니다.
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게시 시간: 2023년 6월 12일
