Хвилевід - штучний або природний канал, здатний підтримувати поширюються уздовж нього хвилі , Поля яких зосереджені всередині каналу або в примикає до нього області.
типи волноводов
екрановані
Розрізняють екрановані хвилеводи з добре відбивають стінками, до яких відносять хвилеводи металеві , Направляючі електромагнітні хвилі, а також коаксіальні і багатожильні екранування кабелі, хоча останні зазвичай зараховують до ліній передачі (довгих лініях). Однак практично всі типи хвилеводів слід розглядати як різновид ліній передачі. До екранування волноводам відносять також хвилеводи акустичні з досить жорсткими стінками.
неекрановані
У відкритих (неекранованих) волноводах локалізація поля зазвичай обумовлена явищем повного внутрішнього відображення від кордонів розділу двох середовищ (в хвилеводах діелектричних і найпростіших световодах ) Або від областей з плавно змінюються параметрами середовища (наприклад, іоносферний хвилевід, атмосферний хвилевід, підводний звуковий канал ). До відкритих волноводам належать і системи з поверхневими хвилями, що направляються межами розділу середовищ.
властивості волноводов
Основна властивість хвилеводу - існування в ньому дискретного (при не дуже сильному поглинанні) набору нормальних хвиль ( мод ), Що поширюються зі своїми фазовими і груповими швидкостями. Майже всі моди мають дисперсією , Тобто їх фазові швидкості залежать від частоти і відрізняються від групових швидкостей.
У екранованому волноводе фазові швидкості зазвичай перевищують швидкість поширення плоскої однорідної хвилі в заповнює середовищі ( швидкість світла , швидкість звуку ), Ці хвилі називаються швидкими. При неповному екранування вони можуть проникати крізь стінки хвилеводу, переізлучаясь в навколишній простір. Це так звані витікають хвилі. У відкритих хвилеводах, як правило, поширюються повільні хвилі, амплітуди яких швидко зменшуються при видаленні від направляючого каналу.
Кожна мода характеризується граничною частотою , Званої критичної; мода може поширюватися і переносити уздовж хвилеводу потік енергії тільки на частотах
, що перевищують
. Однак в деяких випадках (багатопровідні лінії передачі, порожнисті акустичні хвилеводи) існують моди, для яких
, Їх називають головними або квазістатичного.
при великих хвилевід стає надрозмірні (поперечні розміри хвилеводу значно перевищують довжину хвилі): тоді в ньому одночасно поширюється безліч мод, які при певних співвідношеннях між амплітудами і фазами можуть групуватися в промені. Пульсуючи уздовж хвилеводу, вони періодично то відображаються, то відриваються від його стінок. У місцях відриву стінки можна прибрати, замінивши хвилеводи послідовно розставленими відбивачами. Такі, а також аналогічні їм лінзовий системи відносять квазіоптичного волноводам або до квазіоптичного лініях передачі (див. Квазіоптіка ).