도파관이란 무엇인가요?

웨이브가이드(WAVEGUIDE)는 전자파를 방향성 있게 유도하는 데 사용되는 구조물이다.

전자기학 및 통신 공학에서 도파관이라는 용어는 끝점 간에 전자기파를 전송하는 모든 선형 구조를 의미할 수 있습니다. 그러나 원래의 가장 일반적인 의미는 전파를 전송하는 데 사용되는 속이 빈 금속 튜브를 의미합니다. 이러한 유형의 도파관은 주로 마이크로파 주파수의 전송선로 사용되며 마이크로파 오븐, 레이더, 통신 위성 및 마이크로파 무선 링크 장비에서 마이크로파 송신기 및 수신기를 안테나에 연결하는 데 사용됩니다.

일반적인 도파관 구조에는 주로 평행 이중 도체, 동축 선, 평행 평판 도파관, 직사각형 도파관, 원형 도파관, 마이크로스트립 라인, 평판 유전체 광 도파관 및 광섬유가 포함됩니다. 전자기파를 유도하는 관점에서 볼 때 내부 영역과 외부 영역으로 나눌 수 있습니다. 전자파는 내부 영역에서 전파되도록 제한됩니다(도파관 단면 내에서 횡공진 원리를 충족해야 함).

개요

일반적으로 도파관은 구체적으로 다양한 모양의 중공 금속 도파관과 표면파 도파관을 의미하며, 전자는 폐쇄형 튜브라고도 알려진 금속 튜브 내에 전송된 전자기파를 완전히 가두어 둡니다. 도파관; 후자는 개방형 도파관이라고도 알려진 도파관 구조 주위로 유도된 전자기파를 제한합니다.

유전체 도파관은 속이 빈 튜브 대신 고체 유전체 막대를 사용합니다. 광섬유는 광 주파수에서 작동하는 유전체 도파관입니다. 마이크로스트립, 표면 도파관, 스트립라인 또는 동축 케이블과 같은 전송선도 도파관으로 간주될 수 있습니다.

전파 주파수가 센티미터파 대역, 밀리미터파 대역 3000MHz~300GHz까지 높아지면 동축선의 사용이 제한되고 금속 도파관이나 기타 도파관 장치가 사용된다. 도파관의 장점은 작은 도체 손실과 유전 손실, 큰 전력 용량, 간단한 구조 및 쉬운 제조입니다. 도파관의 전자기장은 도파관의 경계 조건과 결합하여 해결할 수 있습니다. TEM 모드는 도파관에서 전송될 수 없으며 전파의 분산 현상이 심합니다. 전자기파의 전파 속도는 주파수와 관련이 있음을 보여줍니다. 표면파 도파관은 경계 외부에 전자기장이 존재한다는 특징이 있습니다. 전파 모드는 표면파입니다. 밀리미터파 및 서브밀리미터파 대역에서는 금속 도파관의 크기가 너무 작아서 손실이 증가하고 제조가 어려워진다. 이때, 표면파 도파관을 사용하는데, 전송 특성이 우수할 뿐만 아니라 구조가 간단하고 생산이 용이하며 집적회로에서 요구하는 평면 구조를 가질 수 있다는 장점이 있다. 표면파 도파관의 주요 형태는 유전체 라인, 유전체 미러 라인, H-도파관 및 미러 오목 도파관입니다.

금속 튜브 도파관의 전자기파는 도파관 벽 사이에서 앞뒤로 반사되면서 지그재그 경로를 따라 도파관에서 이동하는 것으로 상상할 수 있습니다. 직사각형 도파관의 특별한 경우에는 이러한 관점을 기반으로 정확한 분석이 가능합니다. 유전체 도파관에서의 전파는 유전체 표면의 내부 전반사에 의해 파동이 유전체 내부로 제한된다는 점에서 동일한 방식으로 볼 수 있습니다. 비방사성 유전체 도파관 및 충실도가 높은 와이어와 같은 일부 구조는 금속 벽과 유전체 표면을 사용하여 파동을 제한합니다.