ік електромагнітної енергії в заданому напрямку (наприклад, від генератора до антени), називають лінією передачі (ЛП), хвилеводом або направляючою системою (НС) .
Регулярної лінією передачі називається така лінія, характеристики якої (форма поперечного перерізу, параметри середовища) не залежить від поздовжньої координати z .
Всі лінії передачі можна розділити на лінії передачі відкритого типу (двухпроводная лінія, однопровідна лінія, діелектричний хвилевід, світловод, хвилеводи поверхневої хвилі, лінзові і дзеркальні системи) і лінії передачі закритого типу (коаксіальний хвилевід (кабель) , прямокутний, круглий, еліптичний хвилеводи та ін.).
В якості прикладів на рис. 3.1. наведена двухпроводная лінія, на рис. 3.2.- Діелектричний хвилевід, на рис. 3.3.- Коаксіальний хвилевід (коаксіальний кабель), а на рис. 3.4.- Прямокутний хвилевід.
За виконуваних функцій напрямні системи розбивають на дві групи: фідери і лінії далекого зв'язку. Фідери служать для передачі енергії між блоками апаратури, що знаходяться на порівняно невеликій відстані: всередині підсилювача або ЕОМ, між антеною і передавачем або приймачем. Лінії далекого зв'язку застосовуються для передачі електромагнітних сигналів на значні відстані (між містами, країнами). Аналогічні функції виконують лінії радіозв'язку, але в цьому випадку електромагнітна хвиля поширюється у вільному просторі і поперечні розміри її поля не обмежені.
Напрямні системи повинні задовольняти ряду технічних вимог. Основними з них є наступні:
? малий коефіцієнт загасання, що забезпечує високий ККД фідера, або достатній рівень сигналу для якісного прийому на кінці ділянки лінії зв'язку;
? забезпечення заданої переданої потужності, що істотно для потужних фідерів. При цьому не повинен виникати електричний пробій і температурний перегрів фідера;
? економічна доцільність, обумовлена ??малою вагою, помірними поперечними розмірами, простотою конструкції, технологічністю виконання тощо
Не існує універсальних НС, що задовольняють поставленим вимогам у всіх діапазонах частот. Основне протиріччя полягає в тому, що коефіцієнт загасання НС зазвичай зростає зі зростанням частоти. Освоєння кожного нового ділянки частотного спектра супроводжується створенням нових типів НС, використання яких дозволяє просунутися за шкалою частот при досить невеликих значеннях коефіцієнта загасання.
НС різних типів використовуються в різних частотних діапазонах. Від постійного струму до сотень мегагерц використовуються двопровідні і коаксіальні лінії. Порожні металеві хвилеводи різних перетинів використовуються від гігагерц до терагерц, хвилеводи поверхневої хвилі - від десятків мегагерц до тисяч терагерц. Світловоди, лінзові і дзеркальні системи використовуються в субміліметровому і оптичному діапазонах.
1.2 Класифікація направляються хвиль
направляти або власними хвилями НС називаються такі електромагнітні хвилі, структура поля яких не змінюється в міру руху хвилі. Структура поля визначається поведінкою векторів електромагнітного поля в просторі.
Власні хвилі в НС прийнято класифікувати за величиною фазової швидкості і за структурою векторів E і H .
За величиною фазової швидкості власні хвилі в НС підрозділяють на повільні і швидкі де швидкість світла в середовищі, що заповнює направляючу систему. Повільні хвилі можуть поширюватися, наприклад, в таких НС як діелектричний хвилевід, світловод, хвилеводи поверхневої хвилі. Швидкі хвилі можуть поширюватися, наприклад, в таких НС як двухпроводная лінія, прямокутний, круглий, еліптичний хвилеводи. У НС, які мають як мінімум два ізольованих проводи, можуть також поширюватися хвилі, фазова швидкість яких збігається зі швидкістю світла.
За структурою векторів E і H власні хвилі в НС підрозділяють на наступні чотири класи:
- Т - хвилі (поперечні електромагнітні хвилі) - це хвилі, у яких поздовжні складові векторів електромагнітного поля дорівнюють нулю, тобто Е z =0 і Н z =0;
- Е або ТН - хвилі ( електричні або поперечно-магнітні хвилі) - це хвилі, у яких Н z =0, Е z 0;
- H або ТІ - хвилі (магнітні або поперечно-електричні хвилі) - це хвилі, у я...
