主要用途之一,就是用它制作截止式(过极限式)衰减器。由式(2.7-5)可知,当λ≫λc时,衰减常数α≈2π/λc只与模有关,而与频率无关,因此可用过极限波导制作宽频带和高精度的衰减器。图2.7-2 是截止式衰减器的结构示意图,它是利用一段其长度l 可调的圆形波导来实现衰减的,圆形波导的输入和输出端均与同轴线相连接。在圆形波导中,电场和磁场的幅值沿轴线呈指数规律衰减。设输入端场强(电场或磁场)的幅值为A,输出端的幅值为B,则衰减L 为
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图2.7-2 截止式衰减器结构示意图
在图2.7-2(a)中(激励与接收机构为小圆片),圆形波导中的模为TM01;在图2.7-2(b)中(激励与接收机构为耦合环),圆形波导中的模为TE11。除此以外,过极限波导还有其他一些用途,例如,当需要在波导或金属谐振腔的壁上开孔,但又不希望电磁波的能量从其中逸出时,则可利用一直径相当小、有一定长度并工作于截止状态的金属导管与波导或谐振腔相连通,即可达到这一要求。有时,在满足上述要求的情况下,也可以把起截止波导作用的小孔直接开在波导或谐振腔的壁上。还有,在实际的微波传输线中(例如波导和同轴线等),会遇到结构上的不连续或不均匀性(如出现台阶),根据电磁场理论,在不连续或不均匀处的场应满足该处的边界条件,因此必然会产生高次模,而传输线一般都是设计得工作于主模的,对高次模而言,它相当于截止波导,因此,高次模的场是不能够传输的,其能量就聚集在不连续或不均匀处附近,其作用相当于在该处增加了电抗性元件。根据产生的高次模是TE(磁场占优势)或TM(电场占优势),即可判断出电抗性元件的性质是电感性的或电容性的,从而可采取一定的措施来消除或减少不连续性或不均匀性的影响。在微波振荡回路和慢波系统中,也会用到过极限波导。
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