導波管
別名：ウェーブガイド
【英】waveguide
導波管とは、主にマイクロ波を伝送するために用いられる中空の金属管のことである。立体回路と呼ばれる回路設計の代表的な部品である。
導波管は空気を誘電体としており、中心導体を持たない。そのため、同軸ケーブルにおいて損失の主な要因となっている誘電損失や中心導体の電気抵抗に由来する損失が少なく、同じ大きさの同軸ケーブルなどと比べるとはるかに低損失で効率的な伝送が可能である。大電力の伝送などにはよく導波管が利用される。管の形状には方形や円筒形があり、管の内側は銀めっきなどでコーティングが施されている。
なお、導波管の構造上、ある一定の波長より長いマイクロ波を導波管で伝搬させることはできない。そのため導波管はハイパスフィルタの一種であると言うことができる。
参照リンク
導波管 - （MWAVE-LABORATORY）
導波管
導波管
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/04/24 05:33 UTC 版)
中空の管状導体（断面は矩形が一般的）の内部を伝播させる。マイクロ波以上の周波数で用いられる。
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導波管
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2016/09/29 04:33 UTC 版)
導波管の遮断周波数とは、モードが伝播する最低周波数を意味する。光ファイバーでは、遮断波長で考えることが多い。すなわち、光ファイバーや導波管を伝播する最大波長である。遮断周波数は、ヘルムホルツ方程式の特性方程式から求められる（進行方向の波数を 0 としたマックスウェルの方程式から導き出され、それを周波数について解く）。従って、遮断周波数より低い周波数は伝播せず、減衰する。以下の導出では、損失のない反射面を想定している。c は光速度であり、導波管を満たす媒質における光の群速度とする。 矩形の導波管では、遮断周波数は次の通りである。 ω c = c ( n π a ) 2 + ( m π b ) 2 {\displaystyle \omega _{c}=c{\sqrt {\left({\frac {n\pi }{a}}\right)^{2}+\left({\frac {m\pi }{b}}\right)^{2}}}} ここで、 n , m ≥ 0 {\displaystyle n,m\geq 0} はモード数、a と b は導波管の壁面の長さである。 円形の断面を持つ導波管での TM01 モードの遮断周波数は次の通りである。 ω c = c χ 01 r = c 2.4048 r {\displaystyle \omega _{c}=c{\frac {\chi _{01}}{r}}=c{\frac {2.4048}{r}}} ここで、r は導波管の半径、χ01 は一次の第1種ベッセル関数 J0(r ) の解である。 シングルモード・光ファイバーでは、遮断波長は標準周波数の波長の約 2.405 倍である。
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