導波管に複数のカットオフ周波数を設定できますか?
その理由は次のとおりです。
* モード: 導波管は、それぞれ独自のカットオフ周波数を持つ複数の電磁モードをサポートできます。 これらのモードは、横方向の電界パターンと横磁界パターンによって特徴付けられます。
* カットオフ周波数の定義: モードのカットオフ周波数は、そのモードが導波管内を伝播できる最低周波数です。この周波数以下では、波はエバネッセント (減衰) し、導波管に沿って進むことができません。
* 高次モード: 周波数が増加すると、高次モードが伝播し始める可能性があります。これらのモードには、より複雑なフィールド パターンとより高いカットオフ周波数があります。
方形導波管の場合、カットオフ周波数は導波管の寸法 (幅と高さ) とモード指数 (m と n) によって決まります。
簡単な説明は次のとおりです。
* 基本モード (TE₁₀): これは最低次のモードであり、カットオフ周波数が最も低くなります。
* 高次モード (TE₂₀、TE₁₁、TM₁₁ など): これらのモードはカットオフ周波数が高く、より高い周波数でのみ伝播を開始することを意味します。
要約:
* 1 つの導波管で複数のモードをサポートできます。
* 各モードには特定のカットオフ周波数があります。
* 高次モードは、低次モードよりも高いカットオフ周波数を持ちます。
例:
寸法 a および b を持つ方形導波管、TE₁₀ モードのカットオフ周波数は次のとおりです。
「」
f_c(TE₁₀) =c / (2a)
「」
ここで、c は光の速度です。高次モードのカットオフ周波数は、適切なモード インデックスと導波路の寸法を使用して同様に計算できます。
実際的な意味:
* 周波数帯域: カットオフ周波数を理解することは、特定の周波数帯域の導波路を設計するために重要です。
* モードの選択: 特定のモードを必要とするアプリケーションの場合、必要なモードのみが伝播できるように導波管の寸法を選択する必要があります。
* モード結合: 導波管の寸法を慎重に選択しないと、高次モードが励起され、目的のモードと干渉する可能性があります。
したがって、カットオフ周波数は導波管内の電磁波の伝播特性を支配する基本的なパラメータです。