Svetlosne talasne dužine. Pretvarač frekvencije i talasne dužine Jedinica talasne dužine

Talasna dužina se također može odrediti:

• kao rastojanje, mereno u pravcu širenja talasa, između dve tačke u prostoru u kojima se faza oscilatornog procesa razlikuje za 2π;
• kao putanju koju valni front putuje u vremenskom intervalu jednakom periodu oscilatornog procesa;
• Kako prostorni period talasni proces.

Zamislimo valove koji nastaju u vodi iz ravnomjerno oscilirajućeg plovka i mentalno zaustavimo vrijeme. Tada je talasna dužina rastojanje između dva susedna talasna vrha, mereno u radijalnom pravcu. Talasna dužina je jedna od glavnih karakteristika vala, zajedno sa frekvencijom, amplitudom, početnom fazom, smjerom širenja i polarizacijom. Grčko slovo se koristi za označavanje talasne dužine λ (\displaystyle \lambda), dimenzija talasne dužine je metar.

Obično se talasna dužina koristi u odnosu na harmonijski ili kvaziharmonični (npr. prigušeni ili uskopojasni modulirani) valni proces u homogenom, kvazihomogenom ili lokalno homogenom mediju. Međutim, formalno, talasna dužina se može odrediti analogno za talasni proces sa neharmoničnom, ali periodičnom zavisnošću prostor-vreme, koji sadrži skup harmonika u spektru. Tada će se talasna dužina poklopiti sa talasnom dužinom glavnog (najniže frekvencije, osnovnog) harmonika spektra.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

Amplituda, period, frekvencija i talasna dužina periodičnih talasa

Zvučne vibracije - Talasna dužina

5.7 Talasna dužina. Brzina talasa

Lekcija 370. Fazna brzina talasa. Brzina posmičnog talasa u struni

Lekcija 369. Mehanički valovi. Matematički opis putujućeg vala

Titlovi

U prošlom videu smo razgovarali o tome šta će se dogoditi ako uzmete, recimo, konopac, povučete lijevi kraj - ovo bi, naravno, mogao biti desni kraj, ali neka bude lijevi - dakle, povucite gore, pa dolje a zatim nazad u prvobitni položaj. Prenosimo određeni poremećaj na uže. Ova smetnja bi mogla izgledati otprilike ovako ako jednom trznem uže gore-dolje. Smetnja će se prenositi duž užeta otprilike na ovaj način. Obojimo ga u crno. Odmah nakon prvog ciklusa - trzanja gore-dolje - konopac će izgledati otprilike ovako. Ali ako malo pričekate, izgledat će otprilike ovako, s obzirom da smo jednom povukli. Impuls se dalje prenosi duž užeta. U prošlom videu smo definisali ovu smetnju kao prenos po užetu ili u datom okruženju, iako okruženje nije neophodan uslov. Nazvali smo to talas. I, posebno, ovaj talas je impuls. Ovo je impulsni talas jer je u suštini postojao samo jedan poremećaj u užetu. Ali ako nastavimo povremeno povlačiti konopac gore-dolje u pravilnim intervalima, to će izgledati otprilike ovako. Potrudiću se da to opišem što je tačnije moguće. To će izgledati ovako, a vibracije, odnosno smetnje, će se prenositi udesno. Oni će se prenositi udesno određenom brzinom. I u ovom videu želim da pogledam talase ovog tipa. Zamislite da povremeno trzam lijevi kraj užeta gore-dolje, gore-dolje, stvarajući periodične vibracije. Nazvaćemo ih periodični talasi. Ovo je periodični talas. Pokret se ponavlja iznova i iznova. Sada bih želio razgovarati o nekim svojstvima periodičnog talasa. Prvo, možete primijetiti da se pri kretanju uže diže i spušta na određenoj udaljenosti od prvobitnog položaja, evo ga. Koliko su najviša i najniža tačka udaljene od početne pozicije? Ovo se zove amplituda talasa. Ova udaljenost (označit ću je ljubičastom) - ova udaljenost se zove amplituda. Mornari ponekad govore o visini talasa. Visina se obično odnosi na udaljenost od osnove vala do njegovog vrha. Govorimo o amplitudi, odnosno udaljenosti od početnog, ravnotežnog položaja do maksimuma. Označimo maksimum. Ovo je najviša tačka. Najviša tačka vala, ili njegov vrh. A ovo je jedini. Da sjedite u čamcu, zanimala bi vas visina vala, cijela udaljenost od vašeg čamca do najviše tačke vala. Ok, da ne skrećemo s teme. To je ono što je zanimljivo. Nisu svi valovi stvoreni povlačenjem lijevog kraja užeta. Ali mislim da ste dobili ideju da ovo kolo može pokazati mnogo različitih vrsta valova. A ovo je u suštini odstupanje od prosječne, ili nulte, pozicije, amplitude. Postavlja se pitanje. Jasno je koliko uže odstupa od prosječne pozicije, ali koliko često se to događa? Koliko je potrebno da se konopac podigne, spusti i vrati? Koliko traje svaki ciklus? Ciklus je kretanje gore, dolje i nazad do početne točke. Koliko traje svaki ciklus? Možete li reći koliko traje svaki period? Rekli smo da je ovo periodični talas. Period je ponavljanje talasa. Trajanje jednog potpunog ciklusa naziva se period. A period se meri vremenom. Možda povlačim konopac svake dvije sekunde. Potrebno mu je dvije sekunde da se podigne, spusti i vrati u sredinu. Period je dvije sekunde. I još jedna vezana karakteristika je koliko ciklusa u sekundi radim? Drugim riječima, koliko sekundi ima svaki ciklus? Hajde da zapišemo ovo. Koliko ciklusa u sekundi napravim? To jest, koliko sekundi ima u svakom ciklusu? Koliko sekundi ima svaki ciklus? Tako bi period, na primjer, mogao biti 5 sekundi po ciklusu. Ili možda 2 sekunde. Ali koliko ciklusa se dešava u sekundi? Hajde da postavimo suprotno pitanje. Potrebno je nekoliko sekundi da se popnete, spustite i vratite se u sredinu. Koliko ciklusa spuštanja, uspona i povratka stane u svaku sekundu? Koliko ciklusa se dešava u sekundi? Ovo je suprotno od perioda. Period se obično označava velikim T. To je frekvencija. Hajde da to zapišemo. Frekvencija. Obično se označava malim slovima f. Karakterizira broj vibracija u sekundi. Dakle, ako cijeli ciklus traje 5 sekundi, to znači da ćemo imati 1/5 ciklusa u sekundi. Upravo sam obrnuo ovaj odnos. Ovo je sasvim logično. Zato što su period i frekvencija inverzne karakteristike jedna drugoj. Koliko je ovo sekundi u ciklusu? Koliko vremena je potrebno za uspon, spuštanje i povratak? A ovo je koliko spuštanja, uspona i povratka u jednoj sekundi? Dakle, one su inverzne jedna drugoj. Možemo reći da je frekvencija jednaka omjeru jedan prema periodu. Ili je period jednak omjeru jedinice i frekvencije. Dakle, ako konopac vibrira na frekvenciji od, recimo, 10 ciklusa u sekundi... I usput, jedinica za frekvenciju je herc, pa napišimo to kao 10 herca. Verovatno ste već čuli nešto slično. 10 Hz jednostavno znači 10 ciklusa u sekundi. Ako je frekvencija 10 ciklusa u sekundi, tada je period jednak njegovom odnosu prema jedinici. 1 dijelimo sa 10 sekundi, što je sasvim logično. Ako se uže može podići, spustiti i vratiti u neutralno stanje 10 puta u sekundi, onda će to učiniti jednom za 1/10 sekunde. Zanima nas i koliko brzo se talas širi udesno u ovom slučaju? Ako povučem lijevi kraj užeta, koliko brzo se pomiče udesno? Ovo je brzina. Da bismo saznali, moramo izračunati koliko daleko talas putuje u jednom ciklusu. Ili u jednom periodu. Nakon što jednom povučem, koliko daleko će talas otići? Kolika je udaljenost od ove tačke na neutralnom nivou do ove tačke? To se zove talasna dužina. Talasna dužina. Može se definirati na mnogo načina. Možemo reći da je talasna dužina udaljenost koju početni impuls pređe u jednom ciklusu. Ili da je to udaljenost od jedne najviše tačke do druge. Ovo je takođe talasna dužina. Ili udaljenost od jednog do drugog potplata. Ovo je takođe talasna dužina. Ali općenito, valna dužina je udaljenost između dvije identične tačke na valu. Od ove do ove tačke. Ovo je takođe talasna dužina. Ovo je rastojanje između početka jednog kompletnog ciklusa i njegovog završetka u potpuno istoj tački. Istovremeno, kada govorim o identičnim tačkama, ova tačka se ne računa. Jer u datoj tački, iako je u istoj poziciji, talas se spušta. I potrebna nam je tačka u kojoj je talas u istoj fazi. Vidite, ovdje je kretanje naviše. Dakle, potrebna nam je faza uspona. Ova udaljenost nije talasna dužina. Da biste hodali iste dužine, morate hodati u istoj fazi. Potrebno je da kretanje bude u istom pravcu. Ovo je takođe talasna dužina. Dakle, ako znamo koliko daleko talas putuje u jednom periodu... Napišimo: talasna dužina je jednaka udaljenosti koju talas pređe u jednom periodu. Talasna dužina je jednaka udaljenosti koju talas pređe u jednom periodu. Ili, moglo bi se reći, u jednom ciklusu. To je isto. Zato što je period vrijeme tokom kojeg talas završava jedan ciklus. Jedan uspon, spuštanje i povratak na nultu tačku. Dakle, ako znamo udaljenost i vrijeme koje je potrebno valu da putuje, odnosno period, kako možemo izračunati brzinu? Brzina je jednaka omjeru udaljenosti i vremena kretanja. Brzina je omjer udaljenosti i vremena kretanja. A za talas, brzina bi se mogla označiti kao vektor, ali ovo je, mislim, već jasno. Dakle, brzina odražava koliko daleko talas putuje u periodu? A sama udaljenost je talasna dužina. Talasni impuls će putovati tačno toliko. Ovo će biti talasna dužina. Dakle, idemo na ovu udaljenost, i koliko dugo treba? Ova udaljenost se prelazi u periodu. Odnosno, to je talasna dužina podeljena sa periodom. Talasna dužina podijeljena periodom. Ali već znamo da je omjer jedinice i perioda isti kao i frekvencija. Dakle, možemo ovo napisati kao talasnu dužinu... I usput, važna stvar. Talasna dužina se obično označava grčkim slovom lambda. Dakle, možemo reći da je brzina jednaka talasnoj dužini podeljenoj sa periodom. Što je jednako talasnoj dužini puta jedan podeljenom sa periodom. Upravo smo naučili da je omjer jedinice i perioda isti kao i učestalost. Dakle, brzina je jednaka proizvodu talasne dužine i frekvencije. Na taj način ćete riješiti sve glavne probleme na koje možete naići u temi valova. Na primjer, ako nam je data brzina 100 metara u sekundi i usmjerena udesno... Hajde da napravimo ovu pretpostavku. Brzina je vektor i trebate naznačiti njegov smjer. Neka frekvencija bude, recimo, 20 ciklusa u sekundi, ovo je isto kao i 20 Hz. Dakle, opet, frekvencija će biti 20 ciklusa u sekundi ili 20 Hz. Zamislite da gledate kroz mali prozor i vidite samo ovaj dio vala, samo ovaj dio mog užeta. Ako znate oko 20 Hz, onda znate da ćete za 1 sekundu vidjeti 20 spuštanja i uspona. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13... Za 1 sekundu videćete kako talas raste i pada 20 puta. To je ono što znači frekvencija od 20 Hz, ili 20 ciklusa u sekundi. Dakle, data nam je brzina, data nam je frekvencija. Kolika će biti talasna dužina? U ovom slučaju će biti jednako... Vratimo se na brzinu: brzina je jednaka proizvodu talasne dužine i frekvencije, zar ne? Podijelimo obje strane sa 20. Usput, provjerimo mjerne jedinice: to su metri u sekundi. Ispada: λ pomnožen sa 20 ciklusa u sekundi. λ pomnožen sa 20 ciklusa u sekundi. Ako obje strane podijelimo sa 20 ciklusa u sekundi, dobićemo 100 metara u sekundi puta 1/20 sekunde po ciklusu. Ovdje ostaje 5. Ovdje 1. Dobijamo 5, sekunde se smanjuju. I dobijamo 5 metara po ciklusu. 5 metara po ciklusu u ovom slučaju će biti talasna dužina. 5 metara po ciklusu. Nevjerovatno. Moglo bi se reći da je to 5 metara po ciklusu, ali talasna dužina pretpostavlja da to znači udaljenost prijeđenu po ciklusu. U ovom slučaju, ako val putuje udesno brzinom od 100 metara u sekundi, a to je frekvencija (vidimo da val oscilira gore-dolje 20 puta u sekundi), tada ta udaljenost mora biti 5 metara. Period se može izračunati na isti način. Period je jednak omjeru jedinice i frekvencije. To je jednako 1/20 sekunde po ciklusu. 1/20 sekunde po ciklusu. Ne želim da zapamtite formule, želim da shvatite njihovu logiku. Nadam se da vam je ovaj video pomogao. Koristeći formule, možete odgovoriti na gotovo svako pitanje ako imate 2 varijable i trebate izračunati treću. Nadam se da će vam ovo biti od pomoći. Titlovi Amara.org zajednice

Talasna dužina - prostorni period talasnog procesa

Talasna dužina u mediju

U optički gušćem mediju (sloj je istaknut tamnom bojom), elektromagnetna talasna dužina je smanjena. Plava linija - distribucija trenutnih ( t= const) vrijednosti jačine valnog polja duž smjera širenja. Promjena amplitude jačine polja zbog refleksije od međusloja i interferencije upadnih i reflektiranih valova nije prikazana na slici.

Svetlost igra važnu ulogu u fotografiji. Sunčeva svjetlost, koja je svima poznata, ima prilično složen spektralni sastav.

Spektralni sastav vidljivog dela sunčeve svetlosti karakteriše prisustvo monohromatskog zračenja čija je talasna dužina u opsegu od 400-720 nm, prema drugim podacima 380-780 nm.

Drugim riječima, sunčeva svjetlost se može razložiti na monohromatske komponente. Istovremeno, monohromatske (ili jednobojne) komponente dnevne svjetlosti ne može se jasno identifikovati, i, zbog kontinuiteta spektra, glatko prelazi iz jedne boje u drugu.

Vjeruje se da određene boje nalaze se u unutar određenih granica talasnih dužina. Ovo je ilustrovano u tabeli 1.

Svetlosne talasne dužine

Tabela 1

Za fotografe, distribucija talasnih dužina po spektralnim zonama je od posebnog interesa.

Ukupno ih ima tri zone spektra: Plava ( B lue), zelena ( G reen) i Red ( R ed).

Prema prvim slovima engleskih riječi R ed (crveno), G reen (zeleno), B lue (plava) se naziva sistem predstavljanja boja - RGB.

IN RGB- sistem upravlja mnogim uređajima povezanim grafičkim informacijama, na primjer, digitalnim kamerama, displejima itd.

Talasne dužine monohromatskog zračenja raspoređene po zonama spektra prikazane su u tabeli 2.

Pri radu sa stolovima važno je uzeti u obzir kontinuiranu prirodu spektra. Kontinuirana priroda spektra dovodi do neslaganja i u širini spektra vidljivog zračenja i u položaju granica spektralnih boja.

Talasne dužine monohromatskog zračenja raspoređene po zonama spektra

tabela 2

Što se tiče monohromatskih boja, različiti istraživači identifikuju različite brojeve! Općenito je prihvaćeno da postoji šest do osam različitih boja spektra.

Šest boja spektra

Tabela 3

Kada je odabrano sedam boja spektra Predlaže se odabir dvije komponente iz plavog raspona 436-495 nm, vidi tabelu 3, od kojih jedna ima plavu (440-485 nm), a druga plavu (485-500 nm) boju.

Sedam boja spektra

Tabela 4

Nazivi sedam boja spektra dati su u tabeli 5.

Nazivi sedam boja spektra

Tabela 5

Kada je odabrano osam boja spektra izdvaja se posebno Žuto-zelena(550-575 nm), smanjujući domet zeleno I žuta boje u skladu sa tim.

Osam boja spektra

Tabela 6

Za različite svrhe, istraživači mogu identificirati druge (znatno više) broj boja spektra. Međutim, za praktične potrebe, fotografi imaju tendenciju da se ograniče na 6-8 boja.

Primarne i sekundarne boje

Fig.1. Crna i bijela, primarne i sekundarne boje

Primarne boje- Ovo tri boje, iz koje se može dobiti bilo koje druge boje.

Zapravo, moderna digitalna fotografija se zasniva na ovom principu, koristeći crvenu (R), zelenu (G) i plavu (B) kao primarne boje, vidi tabelu 7.

Dodatne boje su boje koje, kada se pomiješaju s primarnim bojama, daju bijelo. vidi tabelu 7.

Tabela 7

5. Kakav je uticaj okoline na širenje radio talasa?

6. Koji faktori utiču na širenje radio talasa?

LABORATORIJSKI RAD br.4

TALOSNI VODOVI ZA PRENOS ENERGIJE

Svrha lekcije: Na osnovu dostupnih podataka izračunati parametre i karakteristike talasovoda za prenos elektromagnetne energije.

1. Kratke informacije o temi

Kako frekvencija raste, gubici energije u unutrašnjem provodniku i dielektriku koaksijalnog fidera rastu, a njegova efikasnost postaje niska. U kratkovalnom dijelu decimetarskog raspona, u rasponu centimetarskih i kraćih valova, kao napojnici se koriste valovodi pravokutnog, kružnog i eliptičnog presjeka.

Za razliku od dvožičnih i koaksijalnih vodova sa zračnim dielektrikom, u kojima elektromagnetno polje, kao u ravnom valu, nema uzdužne komponente, širi se brzinom svjetlosti i ima periodičnost u smjeru prostiranja s talasnom dužinom , u talasovodima talasi ovog tipa (oni se zovu transverzalni ili T talasi) ne mogu da se šire.

U talasovodima, samo jedan od vektora, električni ili magnetni, nalazi se u ravni koja je okomita na pravac širenja. Drugi vektor polja (magnetski ili električni), kako bi se osiguralo ispunjenje graničnih uslova, nužno će imati longitudinalnu komponentu.

Još jedna karakteristika valovoda je da u ravnini poprečnog presjeka snage oba vektora imaju prostornu periodičnost, slično stajaćim valovima u kratko spojenoj liniji. Duž svake od dvije međusobno okomite dimenzije valovodnog dijela, mora se postaviti cijeli broj takvih poluvalova - m,n (0,1,2,...To). Vrijednosti m I n ne može biti jednako nuli u isto vrijeme.

Dakle, samo određene vrste elektromagnetnih talasa mogu se širiti u talasovodima: poprečni magnetni talasi (E-talasi), kod kojih vektor E ima uzdužnu komponentu, i poprečni električni talasi (H-talasi), u kojima vektor H ima uzdužnu komponentu. Od ovih tipova talasa razlikuju se talasi koji imaju različite periodičnosti u poprečnoj ravni, označene sa H mn, E mn. Periodičnost polja u pravcu širenja, tj. talasna dužina b duž talasovoda biće određena periodom longitudinalne komponente polja.

Upotreba talasovoda u uslovima u kojima je u njemu moguće širenje više vrsta talasa obično je nepoželjna, jer je zbog razlika u faznim i grupnim brzinama moguće izobličenje emitovanih signala. Stoga u praksi nastoje osigurati da u cijelom rasponu radnih valnih dužina postoji samo jedna, i to najmanja vrijednost ( Tomn)min. U ovom slučaju, glavni tip talasa će se širiti u talasovodu. Da bi se ispunio ovaj zahtjev, maksimalna dozvoljena talasna dužina emitovanih signala ne bi trebalo da prelazi cr=2π / (Tomn)min, a minimalna talasna dužina mora biti veća od cr za sljedeći najveći tip talasa.

Ako je potrebno da se jedan od viših tipova širi u talasovodu, tada se preduzimaju mere za suzbijanje neželjenih vrsta talasa.

Glavni za pravougaoni talasovod je val tipa H 10, koji se odlikuje konstantnim amplitudama polja E duž ose y i mijenjati po zakonu grijeh( π x/a) duž x ose. Fazna brzina i talasna dužina tipa H 10 u pravougaonom talasovodu određene su unutrašnjom veličinom širokog zida talasovoda i prema tome su jednake:

.

Grupna brzina talasa H10 u talasovodu:

.

Kritična talasna dužina = 2a. Samo kraći talasi mogu da putuju duž talasovoda. Da bi se omogućilo da se energija širi duž talasovoda, potrebno je da a>0,5.

Slabljenje, u decibelima, po metru dužine, pravougaonog talasovoda

,

gdje je b unutrašnja veličina uskog zida valovoda;

- provodljivost metala od kojeg su izrađeni zidovi talasovoda, S/m (za bakar =5,8*10 7, mesing marke L-96 =4,07*10 7).

Stvarno slabljenje u talasovodu je u prosjeku 1,05-1,2 puta veće od onog izračunatog korištenjem date formule. Povećanje prigušenja nastaje zbog hrapavosti zidova valovoda i njihove oksidacije, što se u formuli ne uzima u obzir. Smanjenje slabljenja postiže se povećanjem poprečnog presjeka valovoda i posrebrenjem njegove unutrašnje površine. Stabilizacija slabljenja tokom vremena osigurana je antikorozivnim premazom, međutim povećanje poprečnog presjeka je ograničeno zbog mogućnosti pojave talasa viših tipova H 20, E 11 itd. u talasovodu.

Da bi se H 10 talas proširio i isključila mogućnost postojanja drugih vrsta talasa, moraju biti ispunjeni sledeći uslovi: najduži talas u radnom opsegu mora biti manji od dvostruke dužine širokog zida talasovoda, najkraći talas val mora biti veći od širokog zida. Uski zid talasovoda je obično manji od polovine širokog zida. Dakle, unutrašnje dimenzije poprečnog preseka talasovoda su jednake:

.

U opsegu od 3,4-3,9 GHz, preporučuje se upotreba pravougaonih talasovoda sa unutrašnjim poprečnim presekom od 58X25 mm sa prigušenjem od 3,6-4 dB/100 m i 72X34 mm sa prigušenjem od 2-2,4 dB/100 m , od mesinga klase L -96 sa 96% udjela bakra, dužine profila do 5 m i debljine zida 2 mm. U opsegu 5,6-6,2 GHz preporučuju se talasovodi sa presecima od 40 X 20 mm sa prigušenjem od 3,5-4 dB/100 m i 48 X 24 mm sa prigušenjem od 3,5-4 dB/100 m.

Pored pravougaonih talasovoda, koriste se i okrugli talasovodi, posebno u slučajevima kada se antena istovremeno koristi za prijem i prenos i radi sa poljima koja imaju vertikalnu i horizontalnu polarizaciju. Polja sa vertikalnom i horizontalnom polarizacijom u anteni odgovaraće u talasovodu talasima tipa H11 sa međusobno okomitim pravcima vektora E. Rad sa međusobno okomitim polarizacijama omogućava poboljšanje izolacije između prijemnika i predajnika zbog polarizacione selektivnosti putanja antene-valovoda. Potonji će biti efikasan samo ako ne postoji unakrsna polarizacija. Unakrsna polarizacija je pojava kada se zbog polja sa glavnom polarizacijom pojavi polje sa okomitom polarizacijom. Unakrsna polarizacija pogoršava izolaciju između predajnog i prijemnog puta. Unakrsna polarizacija je uzrokovana eliptičnošću talasovoda, tj. razlike u poprečnom preseku talasovoda od okruglog, kao i savijanja, udubljenja i nepažljiva montaža. Prilikom proizvodnje okruglih valovoda uvijek postoji neka eliptičnost poprečnog presjeka. Sa promjerom od 70 mm, nepreciznost bakrenih valovoda dostiže 200 µm. Da bi se povećala tačnost izvođenja, talasovodi ovog prečnika izrađuju se od bakrenog čelika, tj. bimetalni. Debljina bimetalnog čelika talasovoda je 3,7 mm, bakra 0,3 mm. U takvom talasovodu, odstupanje poprečnog presjeka od izračunate vrijednosti ne prelazi 500 μm. Utvrđeno je da ako se smjer vektora E poklapa s jednom od osi elipse poprečnog presjeka valovoda, položaj ravni polarizacije vala u valovodu neće se promijeniti.

Kako bi se smanjila unakrsna polarizacija tijekom ugradnje, spojeni dijelovi se rotiraju dok se osi elipsi pojedinih dijelova valovoda ne poklope. Da bi olakšali montažu, proizvođači postavljaju oznake na valovode. Bimetalni talasovodi, zbog manje spekularnosti unutrašnje površine, imaju prigušenje koje je približno 0,2 dB/100 m veće nego kod bakarnih talasovoda.

Talasni tip N 11 je glavni za okrugli talasovod. Za prijenos talasa H 11, prečnik kružnog talasovoda mora biti:

.

Slabljenje talasa H 11 u kružnom talasovodu, dB/m,

gdje je r unutrašnji radijus talasovoda, m; - provodljivost metala od kojeg su izrađeni zidovi talasovoda, S/m, - talasna dužina, m.

Da bi se smanjilo slabljenje, prečnici talasovoda su veći nego što je određeno uslovom. Na primjer, u opsegu frekvencija (3,4 - 3,9) GHz preporučuje se korištenje valovoda prečnika 70 mm sa prigušenjem od (1,4 - 1,6) dB/100 m, au opsegu (5,6 - 6,2) GHz - prečnika 46 mm sa slabljenjem (3 -3,5) dB/100 m. U ovom slučaju, pored glavnog talasa, širi se i talas E 01. Talasovod od 70 mm može se koristiti na višim frekvencijama (npr. u opsegu od 6 GHz), što omogućava postojanje još više tipova viših talasa.

Da bi se osiguralo širenje samo glavnog tipa talasa, viši tipovi moraju biti potisnuti.

Za potiskivanje valova viših vrsta, koji imaju uzdužnu komponentu polja E, šipke izrađene od materijala niske vodljivosti, na primjer, dielektrične šipke obložene oksidnim slojem, postavljaju se paralelno s poljem E potisnutog vala.

Da bi se povećala fleksibilnost, talasovodi su valoviti sa korakom nabora od (0,12 - 0,15) sr i dubinom nabora od približno 0,05 sr. Kod vertikalnog ovjesa, aksijalne sile nastaju u valovodu, komprimiraju manju os elipse, a velika opterećenja uzrokuju nepovratne procese deformacije. Kada je unutrašnji prostor talasovoda ispunjen viškom pritiska gasa, mala os elipse se produžava. Valovodi dozvoljavaju pritisak (1,5 - 2) * 10 5 Pa. Fleksibilni talasovodi se proizvode na veće dužine i transportuju smotani na bubnjevima. Eliptični talasovodi se koriste u mobilnim radiorelejnim sistemima, kada je potrebno često postavljanje i urušavanje komunikacionih linija, kao i u stacionarnim radiorelejnim sistemima, posebno u oblastima gde putanje talasovoda menjaju svoj smer, na primer, kada se kreću od vertikale ka horizontalnom položaju.

Kruti talasovodi se proizvode u sekcijama dužine do 5 m, koje se završavaju prirubnicama na krajevima. Prirubnički priključci moraju isključiti mogućnost curenja energije iz valovoda i biti zapečaćeni. Prirubnice imaju prstenaste žljebove u koje se postavljaju zaptivne brtve od gume otporne na mraz i metalni prstenovi, koji zaptuju gumu i eliminišu curenje energije iz talasovoda.

Nedovoljno precizno spajanje talasovoda na spojevima uzrokuje refleksije. Smanjenje refleksije postiže se posebnom obradom krajeva valovoda posrebrenjem (s paladijumskim premazom) dodirnih površina i upotrebom kalibriranih vijaka ili klinova. Prirubnice vanjskih valovoda moraju izdržati značajna mehanička opterećenja. Uzimajući u obzir led, opterećenje gornje prirubnice sa vertikalnim talasovodom dužine 50 m može dostići 1 t. Bakarni i mesingani talasovodi su samo u svom gornjem delu kruto pričvršćeni za telo jarbola.

Materijal valovoda (mjed) i jarbola (čelik) ima različite koeficijente linearnog širenja. Pričvršćivanje talasovoda na jarbol u nekoliko tačaka pri promenama temperature će dovesti do deformacije talasovoda. Da bi se eliminisale poprečne vibracije, vertikalni talasovodi su opremljeni prolaznim spojnicama postavljenim kroz (5-7) m. Međupričvršćivanje talasovoda se vrši kroz (15-20) m pomoću opružnih vješalica. Bimetalni talasovodi omogućavaju kruto pričvršćivanje po cijeloj dužini bez opružnih suspenzija.

Prisustvo vlage u talasovodu povećava njegovo slabljenje. Da bi se to izbeglo, spoljni talasovodi su zapečaćeni i držani pod suvišnim pritiskom (0,2-0,5) * 10 3 Pa osušenog vazduha. Za brtvljenje, zaptivni umetci su ugrađeni u donji i gornji dio valovoda. Zaptivni umetci su izrađeni u obliku spojnica za talasovode sa dva tanka dielektrična filma postavljena preko talasovoda.

Primjer 1. Izaberite poprečni presek pravougaonog talasovoda za rad sa talasom tipa H 10 na frekvenciji od 10 GHz.

Talasna dužina u slobodnom prostoru:

Unutrašnja dimenzija širokog zida talasovoda:

a=(0,525-0,95)=0,7*3=2,1 cm.

Unutrašnja dimenzija uskog zida talasovoda:

b=(0,3-0,5)a=0,5*2,1=1cm.

Biramo poprečni presek talasovoda 10x21mm 2. Ovaj talasovod pruža mogućnost rada u talasnom opsegu:

=a/(0,525-0,95)=2,1/(0,525-0,95)=(2,2-4) cm,

što odgovara frekvencijama (7,5-13,6) GHz.

Primjer 2. Za rad u frekvencijskom opsegu (5,6-6,2) GHz, odaberite dimenzije poprečnog presjeka pravokutnog valovoda i odredite slabljenje u njemu. Talasovod je izrađen od bakra =5,8*10 7 S/m.

Rješenje: Radni opseg odgovara talasnim dužinama:

Prilikom odabira širokog valovodnog zida, polazit ćemo od uvjeta

Da bismo dobili minimalno slabljenje, biramo maksimalnu dozvoljenu širinu talasovoda jednaku 40 mm, poprečni presek talasovoda je 40x20mm 2. U izuzetnim slučajevima, možete koristiti valovod s a = 0,99 cor = 48 mm i poprečnim presjekom 48x24 mm 2.

Slabljenje talasovoda na 5,6 GHz

=

Primjer 3. Za rad u frekvencijskom opsegu (3,4-3,9) GHz, odaberite prečnik kružnog talasovoda i odredite slabljenje u njemu. Materijal talasovoda mesing L-96 = 4,07 S/m.

Prečnik talasovoda, koji omogućava širenje talasa E 01 pored talasa H 11, određen je uslovom:

0,765 dl

0,765 dl =0,765*8,8=6,7cm=67mm

0,925 cor =0,975*7,7=7,1cm=71mm

Pokušavajući postići najmanje slabljenje i dozvoljavajući mogućnost širenja E 01 talasa, iz uslova 68

Slabljenje talasa H 11 na minimalnoj frekvenciji u opsegu od 3,4 GHz

Talasna dužina

Primjeri

Otprilike, sa greškom od oko 0,07%, možete izračunati radio talasnu dužinu na sledeći način: 300 podeljeno sa frekvencijom u megahercima, dobijamo talasnu dužinu u metrima, na primer za 80 Hz, talasna dužina je 3750 kilometara, za 89 MHz - 3,37 metara, za 2,4 GHz - 12,5 cm.

Tačna formula za izračunavanje talasne dužine elektromagnetnog zračenja u vakuumu je:

gdje je brzina svjetlosti jednaka u Međunarodnom sistemu jedinica (SI) 299,792,458 m/s upravo.

Da biste odredili valnu dužinu elektromagnetnog zračenja u bilo kojem mediju, koristite formulu:

gdje je indeks prelamanja medija za zračenje sa datom frekvencijom.

Bilješke

Književnost

Wikimedia fondacija. 2010.

Pogledajte šta je "talasna dužina" u drugim rječnicima:

Udaljenost između dvije najbliže tačke harmonijskog talasa koje su u istoj fazi. Talasna dužina λ = vT, gdje je T period oscilovanja, ? fazna brzina talasa. * * * VALNA DUŽINA TALNA DUŽINA, udaljenost između dvije najbliže tačke...... enciklopedijski rječnik

talasna dužina- (λ) Udaljenost za koju se pomiče površina talasa jednake faze tokom jednog perioda oscilacije. [GOST 7601 78] talasna dužina Rastojanje koje pređe elastični talas za vreme jednako jednom punom periodu oscilovanja. )