Chương 2 : Ống dẫn sóng pdf

1 Chöông 2 : OÁng daãn soùng 1. Khái niệm về ods 2. Ods hình chữ nhật 3. Sự lan truyền sóng trong ống dẫn sóng 4. Các mode khác 2 Chöông 2 : OÁng daãn soùng 3 Chöông 2 : OÁng daãn soùng 4 1. Khaùi nieäm veà ods Đặc điểm: ở tần số cao (>3GHz) • Tổn hao thấp. • Công suất lớn. • Không thể hoạt động ở tần số thấp hơn một tần số xác định => có thể ứng dụng như bộ lọc thông cao. • Có dạng tròn hoặc chữ nhật 5 1. Khaùi nieäm veà ods • Sóng lan truyền trong đường dây truyền sóng là sóng TEM hoặc gần TEM. • Trong ống dẫn sóng, sóng lan truyền chủ yếu là sóng điện ngang TE hoặc sóng từ ngang TM. • Ứng với mode sóng, tồn tại một tần số tới hạn. 6 2. Ods hình chữ nhật Xét ống dẫn sóng hình chữ nhật có kích thước trong a x b, • Trong Ống dẫn sóng, sóng sẽ ở mode TE hoặc TM. • Mode truyền hình thành trong ống dẫn sóng quy định cho cấu hình trường trong ống dẫn sóng, và được ký hiệu qua 2 chỉ số: TEmn và TMmn. –m chỉ số lượng nửa bước sóng dọc theo trục x –n chỉ số lượng nửa bước sóng dọc theo trục y • Khi tần số lớn hơn tần số cắt của nó, sóng lan truyền không tổn hao. Tần số cắt được tính bởi: 7 2. Ods hình chữ nhật Tần số cắt: 8 2. Ods hình chữ nhật  Phân bố trường trong ống dẫn sóng, mode TE10, đây là mode thường gặp trong truyền sóng bằng ống dẫn sóng. Nó duy trì tần số thấp nhất trong các mode của ống dẫn sóng. 9 2. Ods hình chữ nhật 10 2. Ods hình chữ nhật [...]...3 Sự lan truyền sóng trong ống dẫn sóng • Vận tốc truyền sóng: • Vận tốc pha: • Vận tốc nhóm: 11 3 Sự lan truyền sóng trong ống dẫn sóng • Hệ số pha: • Chiều dài bước sóng: • Trở kháng sóng: µ0 ηu = = 120 π ε0 12 4 Các mode khác 13 4 Các mode khác Nhận xét : ° Vô số kiểu sóng TMmn : TM11, TM 12, TM 32 ,… nhưng không tồn tại TMmn ứng với m = 0 hay n = 0 ° Vô số kiểu sóng TEmn : TE01, TE 12 … Nhưng TEmn ứng... d : với ống dẫn sóng chuẩn WR 90,các kích thước l : Mặt ngồi ống: 1,000x0,500 inch Độ dày thành ống: 0,500 inch Vì thế kích thước bên trong thành ống l : a = 2, 286 cm ; b = 1,016 cm 14 4 Các mode khác • Từ phương trình tần số cắt, ta có thể xây dựng phương trình bước sóng cắt TEmn và TMmn như sau: • Bước sóng cắt của một số mode khác nhau l : 2 TE1 0: = 2a = 4,5 72 cm TE2 0: = a = 2, 286 cm TE0 1: = 2b... 2, 286 cm TE0 1: = 2b = 2, 0 32 cm TE11, TM1 1: Vì thế λc = 1,875 cm c • Kết quả được liệt kê sau: 2 2 1 m  n   ÷ =  ÷ + ÷  λ   2a   2b  λC λC λC 2 2 2 1 m  n   ÷ = ÷ + ÷  λc   2a   2b  Mode λc (cm) Fc (GHz) TE10 TE20 TE01 TE11, TM11 4.5 72 2 .28 6 2. 0 32 1.857 6.56 13.1 14.8 16 .2 Các khuyến nghị cho dải tần số hoạt động của ống dẫn sóng WR 90 là từ 8,0 cho đến 12, 40 GHz, và trong... vào trong ống, ví dụ nếu dùng tần số 15 GHz,thì có thể tốn tại đồng thời ba mode đầu 15 tiên trong ống BÀI TẬP 1 2 3 4 5 Tìm tần số cắt của 4 mode đầu tiên của ống dẫn sóng chuẩn WR284, a = 7 .21 4 cm và b = 3.404 cm Tìm tần số cắt của 4 mode đầu tiên của ống dẫn sóng a = 0. 022 86 m và b = 0.01 524 m Một ống dẫn sóng chuẩn WR187, có các kích thước sau: kích thước ngồi là 2, 000x1,000 inch, thành ống dày 0,064... nếu như tần số sóng là 6,00GHz? Ống dẫn sóng hình chữ nhật, bên trong là khơng khí, kích thước axb = 3 in x 1.5 in Tìm các tần số tới hạn cho các kiểu truyền: TE10, TE01, TE11, TE20 ?Tìm khoảng tần số kích hoạt cho ods để cho phép duy nhất kiểu truyền TE10 trong ods? Ống dẫn sóng hình chữ nhật, bên trong là khơng khí, tìm khoảng tần số kích thích mà ở đó chỉ cho truyền duy nhất kiểu sóng TE10 Biết... kiểu truyền TE10 trong ods? Ống dẫn sóng hình chữ nhật, bên trong là khơng khí, tìm khoảng tần số kích thích mà ở đó chỉ cho truyền duy nhất kiểu sóng TE10 Biết kích thước ods (axb ): a 8.64 cm x 4. 32 cm, b 2. 29 cm x 1. 02 cm, c 0.71 cm x 0.36 cm 16 . như sau: • Bước sóng cắt của một số mode khác nhau l : TE1 0: = 2a = 4,5 72 cm TE2 0: = a = 2, 286 cm TE0 1: = 2b = 2, 0 32 cm TE11, TM1 1: Vì thế λc = 1,875. pha: • Vận tốc nhóm: 12 3. Sự lan truyền sóng trong ống dẫn sóng • Hệ số pha: • Chiều dài bước sóng: • Trở kháng sóng: π ε µ η 120 0 0 == u 13 4.