• Trong ống dẫn sĩng, sĩng lan truyền chủ yếu là sĩng điện ngang TE hoặc sĩng từ ngang TM.. Ods hình chữ nhậtXét ống dẫn sóng hình chữ nhật có kích thước trong a x b, • Trong Ống dẫ
Trang 1Chương 2 : Ống dẫn sóng
1 Khái niệm về ods
2 Ods hình chữ nhật
3 Sự lan truyền sĩng trong ống dẫn sĩng
4 Các mode khác
Trang 2Chương 2 : Ống dẫn sóng
Trang 3Chương 2 : Ống dẫn sóng
Trang 41 Khái niệm về ods
Đặc điểm: ở tần số cao (>3GHz)
• Tổn hao thấp.
• Cơng suất lớn.
• Khơng thể hoạt động ở tần số
thấp hơn một tần số xác định
=> cĩ thể ứng dụng như bộ lọc
thơng cao.
• Cĩ dạng trịn hoặc chữ nhật
Trang 51 Khái niệm về ods
• Sĩng lan truyền trong
đường dây truyền sĩng là
sĩng TEM hoặc gần TEM.
• Trong ống dẫn sĩng, sĩng
lan truyền chủ yếu là sĩng
điện ngang TE hoặc sĩng
từ ngang TM.
• Ứng với mode sĩng, tồn
tại một tần số tới hạn.
Trang 62 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:
Trang 72 Ods hình chữ nhật
Tần số cắt:
Trang 82 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.
Trang 92 Ods hình chữ nhật
Trang 102 Ods hình chữ nhật
Trang 113 Sự lan truyền sóng trong ống dẫn sóng
• Vận tốc truyền sóng:
• Vận tốc pha:
• Vận tốc nhóm:
Trang 123 Sự lan truyền sóng trong ống dẫn sóng
• Hệ số pha:
• Chiều dài bước sóng:
• Trở kháng sóng:
π ε
µ
0
=
u
Trang 134 Các mode khác
Trang 144 Các mode khác
Nhận xét :
° Vô số kiểu sóng TM mn : TM 11 , TM 12 , TM 32 ,… nh ng không tồn tại TM ư mn ứng với m = 0 hay n = 0
° Vô số kiểu sóng TE mn : TE 01 , TE 12 … Nh ng TE ư mn ứng với m = 0 và n = 0 không lan truyền.
Ví dụ: với ống dẫn sĩng chuẩn WR 90,các kích thước là:
Mặt ngồi ống: 1,000x0,500 inch
Độ dày thành ống: 0,500 inch
Vì thế kích thước bên trong thành ống là:
a = 2,286 cm ; b = 1,016 cm
Trang 154 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 là:
TE10: = 2a = 4,572 cm
TE20: = a = 2,286 cm
TE01: = 2b = 2,032 cm
• Kết quả được liệt kê sau:
1
c
λ
÷ ÷ ÷
C
λ
C
λ
C
λ
1
c
λ
÷ ÷ ÷
TE10
TE20
TE01
TE11, TM11
4.572 2.286 2.032 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 đó chỉ có mode TE10 được kích hoạt động Tất nhiên cũng
có thể phát tần số cao hơn vào trong ống,ví dụ nếu dùng tần số 15 GHz,thì có thể tốn tại đồng thời ba mode đầu tiên trong ống
Trang 16BÀI TẬP
1 Tìm tần số cắt của 4 mode đầu tiên của ống dẫn sóng chuẩn WR284, a = 7.214 cm và b = 3.404 cm
2 Tìm tần số cắt của 4 mode đầu tiên của ống dẫn sóng a = 0.02286 m và b = 0.01524 m
3 Một ống dẫn sóng chuẩn WR187, có các kích thước sau: kích thước ngoài là 2,000x1,000 inch, thành ống dày 0,064 inch Xác định tần số cao nhất có thể truyền theo mode TE10 Các mode nào tồn tại nếu như tần số sóng là 6,00GHz?
4 Ống dẫn sóng hình chữ nhật, bên trong là không 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?
5 Ống dẫn sóng hình chữ nhật, bên trong là không 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