[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki11\/2020\/12\/25\/wellenleiter-radiofrequenz-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki11\/2020\/12\/25\/wellenleiter-radiofrequenz-wikipedia\/","headline":"Wellenleiter (Radiofrequenz) – Wikipedia","name":"Wellenleiter (Radiofrequenz) – Wikipedia","description":"“Wellenleiter (Elektromagnetismus)” leitet hier um. Informationen zu optischen Wellenleitern finden Sie unter Wellenleiter (Optik). 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Informationen zu optischen Wellenleitern finden Sie unter Wellenleiter (Optik).  Weitere Arten von Wellenleitern finden Sie unter Wellenleiter.  Sammlung von Standardwellenleiterkomponenten.In der Hochfrequenz- und Kommunikationstechnik, Wellenleiter ist ein hohles Metallrohr, das zum Tragen von Funkwellen verwendet wird.[1]  Diese Art von Wellenleiter wird als \u00dcbertragungsleitung haupts\u00e4chlich bei Mikrowellenfrequenzen verwendet, beispielsweise zum Verbinden von Mikrowellensendern und -empf\u00e4ngern mit ihren Antennen in Ger\u00e4ten wie Mikrowellen\u00f6fen, Radars\u00e4tzen, Satellitenkommunikation und Mikrowellenfunkverbindungen.  Man kann sich vorstellen, dass sich die elektromagnetischen Wellen in einem (Metallrohr-) Wellenleiter in einem Zick-Zack-Pfad entlang der F\u00fchrung bewegen und wiederholt zwischen gegen\u00fcberliegenden W\u00e4nden der F\u00fchrung reflektiert werden.  F\u00fcr den besonderen Fall von rechteckiger WellenleiterAuf dieser Ansicht kann eine genaue Analyse basieren.  Die Ausbreitung in einem dielektrischen Wellenleiter kann auf die gleiche Weise betrachtet werden, wobei die Wellen durch Totalreflexion an seiner Oberfl\u00e4che auf das Dielektrikum beschr\u00e4nkt sind.  Einige Strukturen, wie nicht strahlende dielektrische Wellenleiter und die Goubau-Linie, verwenden sowohl Metallw\u00e4nde als auch dielektrische Oberfl\u00e4chen, um die Welle einzuschr\u00e4nken.Table of Contents  Prinzip[edit]Geschichte[edit]Beschreibung[edit]Mathematische Analyse[edit]Dielektrische Wellenleiter[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Weiterf\u00fchrende Literatur[edit]Externe Links[edit]Prinzip[edit]  Beispiel f\u00fcr Wellenleiter und einen Diplexer in einem FlugsicherungsradarJe nach Frequenz k\u00f6nnen Wellenleiter entweder aus leitenden oder aus dielektrischen Materialien hergestellt werden.  Im Allgemeinen ist der Wellenleiter umso gr\u00f6\u00dfer, je niedriger die zu \u00fcbergebende Frequenz ist.  Beispielsweise ist der nat\u00fcrliche Wellenleiter, den die Erde bildet, gegeben durch die Abmessungen zwischen der leitenden Ionosph\u00e4re und dem Boden sowie den Umfang in der mittleren H\u00f6he der Erde, bei 7,83 Hz resonant.  Dies ist als Schumann-Resonanz bekannt.  Andererseits k\u00f6nnen Wellenleiter, die bei der Kommunikation mit extrem hohen Frequenzen (EHF) verwendet werden, weniger als einen Millimeter breit sein.Geschichte[edit]  George C. Southworth, der in den fr\u00fchen 1930er Jahren Wellenleiter vor einem kilometerlangen experimentellen Wellenleiter in Bell Labs, Holmdel, New Jersey, entwickelte, verwendete in seinen Forschungen[2]    Southworth (links) Demonstration des Wellenleiters beim IRE-Treffen im Jahr 1938,[2]  zeigt 1,5-GHz-Mikrowellen, die durch den 7,5 m langen flexiblen Metallschlauch laufen, der auf einem Diodendetektor registriert ist.In den 1890er Jahren f\u00fchrten Theoretiker die ersten Analysen elektromagnetischer Wellen in Kan\u00e4len durch.[3]    Um 1893 leitete JJ Thomson die elektromagnetischen Moden in einem zylindrischen Metallhohlraum ab.[3]    1897 f\u00fchrte Lord Rayleigh eine endg\u00fcltige Analyse der Wellenleiter durch.  Er l\u00f6ste das Randwertproblem elektromagnetischer Wellen, die sich sowohl durch leitende R\u00f6hren als auch durch dielektrische St\u00e4be beliebiger Form ausbreiten.[3][4][5][6]    Er zeigte, dass sich die Wellen ohne D\u00e4mpfung nur in bestimmten Normalmoden entweder mit dem elektrischen Feld (TE-Moden) oder dem Magnetfeld (TM-Moden) oder beiden senkrecht zur Ausbreitungsrichtung ausbreiten k\u00f6nnen.  Er zeigte auch, dass jeder Modus eine Grenzfrequenz hatte, unterhalb derer sich Wellen nicht ausbreiten w\u00fcrden.  Da die Grenzwellenl\u00e4nge f\u00fcr eine gegebene R\u00f6hre in der gleichen Gr\u00f6\u00dfenordnung wie ihre Breite lag, war klar, dass eine hohle leitende R\u00f6hre keine Funkwellenl\u00e4ngen tragen konnte, die viel gr\u00f6\u00dfer als ihr Durchmesser waren.  1902 beobachtete RH Weber, dass sich elektromagnetische Wellen in R\u00f6hren langsamer ausbreiten als im freien Raum, und folgerte den Grund;  dass sich die Wellen in einem “Zick-Zack” -Pfad bewegen, wenn sie von den W\u00e4nden reflektiert werden.[3][5][7]Vor den 1920er Jahren konzentrierten sich die praktischen Arbeiten an Funkwellen auf das niederfrequente Ende des Funkspektrums, da diese Frequenzen f\u00fcr die Fernkommunikation besser waren.[3]    Diese lagen weit unter den Frequenzen, die sich selbst in gro\u00dfen Wellenleitern ausbreiten konnten, so dass in dieser Zeit nur wenige experimentelle Arbeiten an Wellenleitern durchgef\u00fchrt wurden, obwohl einige Experimente durchgef\u00fchrt wurden.  In einem Vortrag vom 1. Juni 1894 “Die Arbeit von Hertz” vor der Royal Society demonstrierte Oliver Lodge die \u00dcbertragung von 3-Zoll-Radiowellen von einer Funkenstrecke durch einen kurzen zylindrischen Kupferkanal.[3][8]  In seiner bahnbrechenden Forschung zu Mikrowellen zwischen 1894 und 1900 verwendete Jagadish Chandra Bose kurze Rohrl\u00e4ngen, um die Wellen zu leiten. Einige Quellen schreiben ihm daher die Erfindung des Wellenleiters zu.[9]    Danach wurde das Konzept, dass Funkwellen von einer R\u00f6hre oder einem Kanal \u00fcbertragen werden, jedoch aus technischen Gr\u00fcnden au\u00dfer Kraft gesetzt.[3]In den 1920er Jahren wurden die ersten kontinuierlichen Quellen f\u00fcr hochfrequente Radiowellen entwickelt: die Barkhausen-Kurz-R\u00f6hre,[10]  der erste Oszillator, der Strom bei UHF-Frequenzen erzeugen k\u00f6nnte;  und das Split-Anode-Magnetron, das in den 1930er Jahren Funkwellen mit bis zu 10 GHz erzeugt hatte.[3]    Dies erm\u00f6glichte die erste systematische Erforschung von Mikrowellen in den 1930er Jahren.  Es wurde festgestellt, dass \u00dcbertragungsleitungen, die zur \u00dcbertragung von niederfrequenten Funkwellen, parallelen Leitungen und Koaxialkabeln verwendet werden, \u00fcberm\u00e4\u00dfige Leistungsverluste bei Mikrowellenfrequenzen aufweisen, was die Notwendigkeit eines neuen \u00dcbertragungsverfahrens erforderlich macht.[3][10]Der Wellenleiter wurde zwischen 1932 und 1936 von George C. Southworth in den Bell Telephone Laboratories unabh\u00e4ngig entwickelt[2]  und Wilmer L. Barrow vom Massachusetts Institute of Technology, der ohne gegenseitiges Wissen arbeitete.[3][5][6][10]    Southworths Interesse wurde w\u00e4hrend seiner Doktorarbeit in den 1920er Jahren geweckt, in der er die Dielektrizit\u00e4tskonstante von Wasser mit einer hochfrequenten Lecher-Leitung in einem langen Wassertank ma\u00df.  Er fand heraus, dass der Wassertank, wenn er die Lecher-Leitung entfernte, immer noch Resonanzspitzen zeigte, was darauf hinweist, dass er als dielektrischer Wellenleiter fungierte.[3]    1931 nahm er an den Bell Labs die Arbeit mit dielektrischen Wellenleitern wieder auf.  Im M\u00e4rz 1932 beobachtete er Wellen in wassergef\u00fcllten Kupferrohren.  Rayleighs fr\u00fchere Arbeiten waren vergessen worden, und Sergei A. Schelkunoff, ein Mathematiker von Bell Labs, f\u00fchrte theoretische Analysen von Wellenleitern durch[3][11]  und wiederentdeckte Wellenleitermodi.  Im Dezember 1933 wurde festgestellt, dass mit einem Metallmantel das Dielektrikum \u00fcberfl\u00fcssig ist und die Aufmerksamkeit auf Metallwellenleiter verlagert wird.Barrow hatte sich 1930 f\u00fcr hohe Frequenzen interessiert und bei Arnold Sommerfeld in Deutschland studiert.[3]    Am MIT arbeitete er ab 1932 an Hochfrequenzantennen, um schmale Funkwellenstrahlen zu erzeugen und Flugzeuge im Nebel zu lokalisieren.  Er erfand eine Hornantenne und kam auf die Idee, ein Hohlrohr als Zuleitung zu verwenden, um der Antenne Funkwellen zuzuf\u00fchren.[3]    Bis M\u00e4rz 1936 hatte er die Ausbreitungsmodi und die Grenzfrequenz in einem rechteckigen Wellenleiter abgeleitet.[10]    Die Quelle, die er verwendete, hatte eine gro\u00dfe Wellenl\u00e4nge von 40 cm. F\u00fcr seine ersten erfolgreichen Wellenleiterexperimente verwendete er einen 16-Fu\u00df-Abschnitt eines Luftkanals mit einem Durchmesser von 18 Zoll.[3]Barrow und Southworth wurden einige Wochen vor der geplanten Pr\u00e4sentation von Arbeiten zu Wellenleitern auf einem gemeinsamen Treffen der American Physical Society und des Institute of Radio Engineers im Mai 1936 auf ihre Arbeit aufmerksam.[3][10]    Sie haben freundschaftlich Vereinbarungen \u00fcber die Aufteilung von Krediten und die Aufteilung von Patenten getroffen.Die Entwicklung des Zentimeterradars w\u00e4hrend des Zweiten Weltkriegs und der ersten Hochleistungs-Mikrowellenr\u00f6hren, des Klystrons (1938) und des Hohlraummagnetrons (1940), f\u00fchrte zur ersten weit verbreiteten Verwendung von Wellenleitern.[10]              Es wurden Standardwellenleiter- “Sanit\u00e4r” -Komponenten mit Flanschen am Ende hergestellt, die miteinander verschraubt werden konnten.  Nach dem Krieg in den 1950er und 60er Jahren wurden Wellenleiter in kommerziellen Mikrowellensystemen wie Flughafenradar- und Mikrowellenrelais-Netzwerken, die zur \u00dcbertragung von Telefonanrufen und Fernsehprogrammen zwischen St\u00e4dten gebaut wurden, \u00fcblich.Beschreibung[edit]  Rechteckiger hohler Wellenleiter  Flexibler Wellenleiter von einem J-Band-Radar  Im Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums besteht ein Wellenleiter normalerweise aus einem hohlen metallischen Leiter.  Diese Wellenleiter k\u00f6nnen die Form einzelner Leiter mit oder ohne dielektrische Beschichtung haben, z. B. die Goubau-Leitung und spiralf\u00f6rmige Wellenleiter.  Hohlwellenleiter m\u00fcssen einen Durchmesser von einer halben Wellenl\u00e4nge oder mehr haben, um eine oder mehrere Transversalwellenmoden zu unterst\u00fctzen.Wellenleiter k\u00f6nnen mit Druckgas gef\u00fcllt werden, um Lichtb\u00f6gen zu verhindern und eine Mehrfachverdichtung zu verhindern, wodurch eine h\u00f6here Leistungs\u00fcbertragung erm\u00f6glicht wird.  Umgekehrt kann es erforderlich sein, dass Wellenleiter als Teil evakuierter Systeme (z. B. Elektronenstrahlsysteme) evakuiert werden.Ein geschlitzter Wellenleiter wird im Allgemeinen f\u00fcr Radar und andere \u00e4hnliche Anwendungen verwendet.  Der Wellenleiter dient als Einspeisungspfad, und jeder Schlitz ist ein separater Strahler, wodurch eine Antenne gebildet wird.  Diese Struktur hat die F\u00e4higkeit, ein Strahlungsmuster zu erzeugen, um eine elektromagnetische Welle in einer bestimmten relativ engen und steuerbaren Richtung auszul\u00f6sen.EIN geschlossener Wellenleiter ist ein elektromagnetischer Wellenleiter (a), der rohrf\u00f6rmig ist, \u00fcblicherweise einen kreisf\u00f6rmigen oder rechteckigen Querschnitt aufweist, (b) elektrisch leitende W\u00e4nde aufweist, (c) hohl ist oder mit einem dielektrischen Material gef\u00fcllt ist, (d) das a tragen kann eine gro\u00dfe Anzahl von diskreten Ausbreitungsmodi, obwohl nur wenige praktisch sein k\u00f6nnen, (e) in denen jeder diskrete Modus die Ausbreitungskonstante f\u00fcr diesen Modus definiert, (f) in der das Feld an einem beliebigen Punkt in Bezug auf die unterst\u00fctzten Modi beschrieben werden kann, (g) in denen kein Strahlungsfeld vorhanden ist und (h) in denen Diskontinuit\u00e4ten und Biegungen eine Modenumwandlung verursachen k\u00f6nnen, jedoch keine Strahlung.[citation needed]Die Abmessungen eines hohlen metallischen Wellenleiters bestimmen, welche Wellenl\u00e4ngen er unterst\u00fctzen kann und in welchen Moden.  Typischerweise wird der Wellenleiter so betrieben, dass nur ein einziger Modus vorhanden ist.  Der niedrigstm\u00f6gliche Ordnungsmodus wird im Allgemeinen ausgew\u00e4hlt.  Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz der F\u00fchrung breiten sich nicht aus.  Es ist m\u00f6glich, Wellenleiter in Moden h\u00f6herer Ordnung oder mit mehreren vorhandenen Moden zu betreiben, dies ist jedoch normalerweise unpraktisch.Wellenleiter bestehen fast ausschlie\u00dflich aus Metall und meist starren Strukturen.  Es gibt bestimmte Arten von “gewellten” Wellenleitern, die sich biegen und biegen k\u00f6nnen, aber nur dort eingesetzt werden, wo dies wesentlich ist, da sie die Ausbreitungseigenschaften verschlechtern.  Aufgrund der Ausbreitung von Energie haupts\u00e4chlich in Luft oder Raum innerhalb des Wellenleiters ist es einer der verlust\u00e4rmsten \u00dcbertragungsleitungstypen und f\u00fcr Hochfrequenzanwendungen, bei denen die meisten anderen Arten von \u00dcbertragungsstrukturen gro\u00dfe Verluste verursachen, sehr bevorzugt.  Aufgrund des Hauteffekts bei hohen Frequenzen dringt elektrischer Strom entlang der W\u00e4nde typischerweise nur wenige Mikrometer in das Metall der Innenfl\u00e4che ein.  Da hier der gr\u00f6\u00dfte Teil des Widerstandsverlusts auftritt, ist es wichtig, dass die Leitf\u00e4higkeit der Innenfl\u00e4che so hoch wie m\u00f6glich gehalten wird.  Aus diesem Grund sind die meisten Wellenleiterinnenfl\u00e4chen mit Kupfer, Silber oder Gold beschichtet.VSWR-Messungen (Voltage Standing Wave Ratio) k\u00f6nnen durchgef\u00fchrt werden, um sicherzustellen, dass ein Wellenleiter zusammenh\u00e4ngend ist und keine Lecks oder scharfen Biegungen aufweist.  Wenn solche Biegungen oder L\u00f6cher in der Wellenleiteroberfl\u00e4che vorhanden sind, kann dies die Leistung sowohl der an beiden Enden angeschlossenen Sender- als auch der Empf\u00e4ngerausr\u00fcstung beeintr\u00e4chtigen.  Eine schlechte \u00dcbertragung durch den Wellenleiter kann auch als Folge von Feuchtigkeitsansammlungen auftreten, die die Leitf\u00e4higkeit der Innenfl\u00e4chen korrodieren und verschlechtern, was f\u00fcr eine geringe Verlustausbreitung entscheidend ist.  Aus diesem Grund sind Wellenleiter am \u00e4u\u00dferen Ende nominell mit Mikrowellenfenstern ausgestattet, die die Ausbreitung nicht st\u00f6ren, aber die Elemente fernhalten.  Feuchtigkeit kann auch dazu f\u00fchren, dass sich in Hochleistungssystemen wie Funk- oder Radarsendern Pilze ansammeln oder Lichtb\u00f6gen bilden.  Feuchtigkeit in Wellenleitern kann typischerweise mit Kieselgel, einem Trockenmittel oder einer leichten Druckbeaufschlagung der Wellenleiterhohlr\u00e4ume mit trockenem Stickstoff oder Argon verhindert werden.  Trockenmittel-Kieselgelkanister k\u00f6nnen mit Schraubspitzen befestigt werden, und Systeme mit h\u00f6herer Leistung verf\u00fcgen \u00fcber Drucktanks zur Aufrechterhaltung des Drucks, einschlie\u00dflich Leckagemonitoren.  Lichtb\u00f6gen k\u00f6nnen auch auftreten, wenn die leitenden W\u00e4nde ein Loch, einen Riss oder eine Beule aufweisen, wenn sie mit hoher Leistung (normalerweise 200 Watt oder mehr) \u00fcbertragen werden.  Wellenleiter Sanit\u00e4r[12]    ist entscheidend f\u00fcr die ordnungsgem\u00e4\u00dfe Wellenleiterleistung.  Stehende Spannungswellen treten auf, wenn Impedanzfehlanpassungen im Wellenleiter bewirken, dass Energie in die entgegengesetzte Ausbreitungsrichtung zur\u00fcckreflektiert wird.  Diese Reflexionen begrenzen nicht nur die effektive Energie\u00fcbertragung, sondern k\u00f6nnen auch h\u00f6here Spannungen im Wellenleiter verursachen und die Ausr\u00fcstung besch\u00e4digen.Abschnitt des flexiblen WellenleitersWellenleiter (Kn\u00f6chelst\u00fcck 900MHz)In der Praxis dienen Wellenleiter als \u00c4quivalent zu Kabeln f\u00fcr Superhochfrequenzsysteme (SHF).  F\u00fcr solche Anwendungen ist es erw\u00fcnscht, Wellenleiter mit nur einem Modus zu betreiben, der sich durch den Wellenleiter ausbreitet.  Mit rechteckigen Wellenleitern ist es m\u00f6glich, den Wellenleiter so zu gestalten, dass das Frequenzband, \u00fcber das sich nur ein Modus ausbreitet, 2: 1 betr\u00e4gt (dh das Verh\u00e4ltnis der oberen Bandkante zur unteren Bandkante betr\u00e4gt zwei).  Die Beziehung zwischen den Wellenleiterdimensionen und der niedrigsten Frequenz ist einfach: wenn W.{ displaystyle  scriptstyle W}  Ist die gr\u00f6\u00dfere ihrer beiden Dimensionen, so ist die l\u00e4ngste Wellenl\u00e4nge, die sich ausbreiten wird \u03bb=2W.{ displaystyle  scriptstyle  lambda ; = ; 2W}  und die niedrigste Frequenz ist somit f=c\/.\u03bb=c\/.2W.{ displaystyle  scriptstyle f ; = ; c \/  lambda ; = ; c \/ 2W}Bei kreisf\u00f6rmigen Wellenleitern betr\u00e4gt die h\u00f6chstm\u00f6gliche Bandbreite, bei der sich nur ein einziger Modus ausbreitet, nur 1,3601: 1.[13]Da rechteckige Wellenleiter eine viel gr\u00f6\u00dfere Bandbreite haben, \u00fcber die sich nur ein einziger Modus ausbreiten kann, existieren Standards f\u00fcr rechteckige Wellenleiter, jedoch nicht f\u00fcr kreisf\u00f6rmige Wellenleiter.  Im Allgemeinen (aber nicht immer) sind Standardwellenleiter so ausgelegt, dassEin Band beginnt dort, wo ein anderes Band endet, mit einem anderen Band, das die beiden B\u00e4nder \u00fcberlappt[14]Die Unterkante des Bandes ist ungef\u00e4hr 30% h\u00f6her als die Grenzfrequenz des WellenleitersDie Oberkante des Bandes ist ungef\u00e4hr 5% niedriger als die Grenzfrequenz des Modus n\u00e4chster h\u00f6herer OrdnungDie Wellenleiterh\u00f6he betr\u00e4gt die H\u00e4lfte der WellenleiterbreiteDie erste Bedingung besteht darin, Anwendungen in der N\u00e4he von Bandkanten zu erm\u00f6glichen.  Die zweite Bedingung begrenzt die Dispersion, ein Ph\u00e4nomen, bei dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit eine Funktion der Frequenz ist.  Es begrenzt auch den Verlust pro L\u00e4ngeneinheit.  Die dritte Bedingung besteht darin, eine Kopplung evaneszenter Wellen \u00fcber Moden h\u00f6herer Ordnung zu vermeiden.  Die vierte Bedingung ist die, die eine Betriebsbandbreite von 2: 1 zul\u00e4sst.  Obwohl es m\u00f6glich ist, eine Betriebsbandbreite von 2: 1 zu haben, wenn die H\u00f6he weniger als die H\u00e4lfte der Breite betr\u00e4gt, maximiert eine H\u00f6he von genau der H\u00e4lfte der Breite die Leistung, die sich innerhalb des Wellenleiters ausbreiten kann, bevor ein dielektrischer Durchschlag auftritt.Unten finden Sie eine Tabelle mit Standardwellenleitern.  Der Wellenleitername WR steht f\u00fcr Wellenleiter rechteckigund die Zahl ist die innere Abmessungsbreite des Wellenleiters in Hundertstel Zoll (0,01 Zoll = 0,254 mm), gerundet auf den n\u00e4chsten Hundertstel Zoll.Standardgr\u00f6\u00dfen des rechteckigen WellenleitersWellenleiternameFrequenzbandnameEmpfohlenes Betriebsfrequenzband (GHz)Grenzfrequenz des Modus niedrigster Ordnung (GHz)Grenzfrequenz des n\u00e4chsten Modus (GHz)Innenabmessungen der Wellenleiter\u00f6ffnungUVPRCSC * *IEC(Zoll)(mm)WR2300WG0.0R30,32 – 0,450,2570,51323.000 \u00d7 11.500584,20 \u00d7 292,10WR2100WG0R40,35 – 0,500,2810,56221.000 \u00d7 10.500533,40 \u00d7 266,7WR1800WG1R50,45 – 0,630,3280,65618.000 \u00d7 9.000457,20 \u00d7 228,6WR1500WG2R60,50 – 0,750,3930,78715.000 \u00d7 7.500381,00 \u00d7 190,5WR1150WG3R80,63 – 0,970,5131,02611.500 \u00d7 5.750202,10 \u00d7 146,5WR975WG4R90,75 – 1,150,6051.2119,750 \u00d7 4,875247,7 \u00d7 123,8WR770WG5R120,97 – 1,450,7661,5337,700 \u00d7 3,850195,6 \u00d7 97,79WR650WG6R14L Band (Teil)1,15 – 1,720,9081,8166.500 \u00d7 3.250165,1 \u00d7 82,55WR510WG7R181,45 – 2,201.1572.3145,100 \u00d7 2,550129,5 \u00d7 64,77WR430WG8R221,72 – 2,601,3722,7454.300 \u00d7 2.150109,2 \u00d7 54,61WR340WG9AR26S-Band (Teil)2,20 – 3,301,7363.4713.400 \u00d7 1.70086,36 \u00d7 43,18WR284WG10R32S-Band (Teil)2,60 – 3,952,0784.1562,840 \u00d7 1,340 \u202072,14 \u00d7 34,94WR229WG11AR40C-Band (Teil)3,30 – 4,902,5775.1542,290 \u00d7 1,14558,17 \u00d7 29,08WR187WG12R48C-Band (Teil)3,95 – 5,853.1536.3051,872 \u00d7 0,872 \u202047,55 \u00d7 22,2WR159WG13R58C-Band (Teil)4,90 – 7,053.7127.4231,590 \u00d7 0,79540,38 \u00d7 20,2WR137WG14R70C-Band (Teil)5,85 – 8,204.3018.6031,372 \u00d7 0,622 \u202034,90 \u00d7 15,8WR112WG15R84– –7.05 – 10.00 Uhr5.26010.5201,122 \u00d7 0,497 \u202028,50 \u00d7 12,6WR90WG16R100X-Band8,20 – 12,406.55713.1140,900 \u00d7 0,400 \u202022,9 \u00d7 10,2WR75WG17R120– –10.00 – 15.00 Uhr7.86915.7370,750 \u00d7 0,37519,1 \u00d7 9,53WR62WG18R140K.u Band12.40 – 18.00 Uhr9.48818.9760,622 \u00d7 0,31115,8 \u00d7 7,90WR51WG19R180– –15.00 – 22.00 Uhr11.57223.1430,510 \u00d7 0,25513,0 \u00d7 6,48WR42WG20R220K Band18.00 – 26.5014.05128.1020,420 \u00d7 0,170 \u202010,7 \u00d7 4,32WR34WG21R260– –22.00 – 33.00 Uhr17.35734.7150,340 \u00d7 0,1708,64 \u00d7 4,32WR28WG22R320K.ein Band26,50 – 40,0021.07742.1540,280 \u00d7 0,1407,11 \u00d7 3,56WR22WG23R400Q Band33.00 – 50.0026.34652.6920,224 \u00d7 0,1125,68 \u00d7 2,84WR19WG24R500U Band40.00 – 60.0031.39162,7820,188 \u00d7 0,0944,78 \u00d7 2,39WR15WG25R620V-Band50.00 – 75.0039,87579.7500,148 \u00d7 0,0743,76 \u00d7 1,88WR12WG26R740E Band60.00 – 90.0048.37396,7460,122 \u00d7 0,0613,10 \u00d7 1,55WR10WG27R900W Band75,00 – 110,0059.015118.0300,100 \u00d7 0,0502,54 \u00d7 1,27WR8WG28R1200F Band90.00 – 140.0073,768147,5360,080 \u00d7 0,0402,03 \u00d7 1,02WR6, WR7, WR6,5WG29R1400D Band110,00 – 170,0090,791181,5830,0650 \u00d7 0,03251,65 \u00d7 0,826WR5WG30R1800140,00 – 220,00115.714231,4290,0510 \u00d7 0,02551,30 \u00d7 0,648WR4WG31R2200172,00 – 260,00137,243274,4850,0430 \u00d7 0,02151,09 \u00d7 0,546WR3WG32R2600220,00 – 330,00173,571347,1430,0340 \u00d7 0,01700,864 \u00d7 0,432* * Ausschuss f\u00fcr die Normung von Funkkomponenten\u2020 Aus historischen Gr\u00fcnden betragen die Au\u00dfen- und nicht die Innenabmessungen dieser Wellenleiter 2: 1 (mit Wandst\u00e4rke WG6 – WG10: 0,08 “(2,0 mm), WG11A – WG15: 0,064” (1,6 mm), WG16 – WG17: 0,05 “( 1,3 mm), WG18 – WG28: 0,04 “(1,0 mm))[15]F\u00fcr die Frequenzen in der obigen Tabelle besteht der Hauptvorteil von Wellenleitern gegen\u00fcber Koaxialkabeln darin, dass Wellenleiter die Ausbreitung mit geringerem Verlust unterst\u00fctzen.  F\u00fcr niedrigere Frequenzen werden die Wellenleiterabmessungen unpraktisch gro\u00df und f\u00fcr h\u00f6here Frequenzen werden die Abmessungen unpraktisch klein (die Herstellungstoleranz wird ein wesentlicher Teil der Wellenleitergr\u00f6\u00dfe).Mathematische Analyse[edit]Elektromagnetische Wellenleiter werden analysiert, indem die Maxwellschen Gleichungen oder ihre reduzierte Form, die elektromagnetische Wellengleichung, gel\u00f6st werden, wobei die Randbedingungen durch die Eigenschaften der Materialien und ihre Grenzfl\u00e4chen bestimmt werden.  Diese Gleichungen haben mehrere L\u00f6sungen oder Modi, die Eigenfunktionen des Gleichungssystems sind.  Jeder Modus ist durch eine Grenzfrequenz gekennzeichnet, unterhalb derer der Modus in der F\u00fchrung nicht existieren kann.  Die Ausbreitungsmodi des Wellenleiters h\u00e4ngen von der Betriebswellenl\u00e4nge und -polarisation sowie der Form und Gr\u00f6\u00dfe des Leiters ab.  Der Longitudinalmodus eines Wellenleiters ist ein bestimmtes stehendes Wellenmuster, das durch in dem Hohlraum eingeschlossene Wellen gebildet wird.  Die Quermoden werden in verschiedene Typen eingeteilt:TE-Moden (transversal elektrisch) haben kein elektrisches Feld in Ausbreitungsrichtung.TM-Moden (transversal magnetisch) haben kein Magnetfeld in Ausbreitungsrichtung.TEM-Moden (transversal elektromagnetisch) haben weder ein elektrisches noch ein magnetisches Feld in Ausbreitungsrichtung.Hybridmoden haben sowohl elektrische als auch magnetische Feldkomponenten in Ausbreitungsrichtung.Wellenleiter mit bestimmten Symmetrien k\u00f6nnen unter Verwendung der Methode der Trennung von Variablen gel\u00f6st werden.  Rechteckige Wellenleiter k\u00f6nnen in rechteckigen Koordinaten gel\u00f6st werden.[16]::143    Runde Wellenleiter k\u00f6nnen in Zylinderkoordinaten gel\u00f6st werden.[16]::198In hohlen Einleiterwellenleitern sind TEM-Wellen nicht m\u00f6glich.  Die L\u00f6sung der Maxwellschen Gleichungen f\u00fcr eine solche Welle zeigt, dass das elektrische Feld sowohl eine Divergenz von Null als auch eine Kr\u00fcmmung von Null aufweisen muss[clarification needed].  Da das elektrische Feld, das die leitenden Grenzen tangiert, gleich Null sein muss, muss es \u00fcberall Null sein.  Gleicherma\u00dfen \u22072\u03a6=0{ displaystyle  nabla ^ {2}  Phi = 0}  mit den Randbedingungen garantiert nur die triviale L\u00f6sung kein Feld.  Dies steht im Gegensatz zu Zweileiter-\u00dcbertragungsleitungen, die bei niedrigeren Frequenzen verwendet werden;  Koaxialkabel, parallele Drahtleitung und Streifenleitung, in denen der TEM-Modus m\u00f6glich ist.  Zus\u00e4tzlich k\u00f6nnen die Ausbreitungsmoden (dh TE und TM) innerhalb des Wellenleiters mathematisch als \u00dcberlagerung von TEM-Wellen ausgedr\u00fcckt werden.[17]Der Modus mit der niedrigsten Grenzfrequenz wird als bezeichnet dominanter Modus des Leitfadens.  Es ist \u00fcblich, die Gr\u00f6\u00dfe der F\u00fchrung so zu w\u00e4hlen, dass nur dieser eine Modus im Frequenzband des Betriebs existieren kann.  In rechteckigen und kreisf\u00f6rmigen (Hohlrohr-) Wellenleitern werden die dominanten Moden als TE bezeichnet1,0 Modus und TE1,1 Modi jeweils.[18]TE1,1 Modus eines kreisf\u00f6rmigen hohlen metallischen Wellenleiters.Dielektrische Wellenleiter[edit]EIN dielektrischer Wellenleiter verwendet einen festen dielektrischen Stab anstelle eines Hohlrohrs.  Eine optische Faser ist eine dielektrische F\u00fchrung, die so ausgelegt ist, dass sie bei optischen Frequenzen arbeitet.  \u00dcbertragungsleitungen wie Mikrostreifen, koplanare Wellenleiter, Streifenleitungen oder Koaxialkabel k\u00f6nnen ebenfalls als Wellenleiter betrachtet werden.Dielektrische Stab- und Plattenwellenleiter werden verwendet, um Funkwellen zu leiten, meist bei Millimeterwellenfrequenzen und dar\u00fcber.[19][20]    Diese begrenzen die Radiowellen durch Totalreflexion ab dem Schritt des Brechungsindex aufgrund der \u00c4nderung der Dielektrizit\u00e4tskonstante an der Materialoberfl\u00e4che.[21]      Bei Millimeterwellenfrequenzen und dar\u00fcber ist Metall kein guter Leiter, daher k\u00f6nnen Metallwellenleiter eine zunehmende D\u00e4mpfung aufweisen.  Bei diesen Wellenl\u00e4ngen k\u00f6nnen dielektrische Wellenleiter geringere Verluste aufweisen als Metallwellenleiter.  Optische Faser ist eine Form eines dielektrischen Wellenleiters, der bei optischen Wellenl\u00e4ngen verwendet wird.Ein Unterschied zwischen dielektrischen und Metallwellenleitern besteht darin, dass an einer Metalloberfl\u00e4che die elektromagnetischen Wellen eng begrenzt sind;  Bei hohen Frequenzen dringen die elektrischen und magnetischen Felder sehr kurz in das Metall ein.  Im Gegensatz dazu ist die Oberfl\u00e4che des dielektrischen Wellenleiters eine Grenzfl\u00e4che zwischen zwei Dielektrika, so dass die Felder der Welle in Form einer abklingenden (sich nicht ausbreitenden) Welle au\u00dferhalb des Dielektrikums eindringen.[21]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Dieser Artikel basiert teilweise auf Material aus Federal Standard 1037C und aus MIL-STD-188 sowie ATIS^ Institut f\u00fcr Elektro- und Elektronikingenieure, \u201eDas IEEE-Standardw\u00f6rterbuch f\u00fcr elektrische und elektronische Begriffe\u201c;  6. Aufl.  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Der Grund f\u00fcr das Ausdr\u00fccken von Bandbreiten als Verh\u00e4ltnis von oberen zu unteren Bandkanten f\u00fcr Bandbreiten von mehr als 66,67% ist, dass im Grenzfall, dass die untere Kante auf Null geht (oder die obere Kante auf unendlich geht), die Bandbreite sich 200% n\u00e4hert, was 200% entspricht bedeutet, dass der gesamte Bereich von 3: 1 bis unendlich: 1 dem Bereich von 100% bis 200% zugeordnet wird.^ Harvey, AF (Juli 1955).  “Standardwellenleiter und Kopplungen f\u00fcr Mikrowellenger\u00e4te”. Verfahren der IEE – Teil B: Funk- und Elektrotechnik. 102 (4): 493\u2013499.  doi:10.1049 \/ pi-b-1.1955.0095.^ Baden Fuller, AJ (1969). Mikrowellen (1. Aufl.).  Pergamonpresse.  ISBN 978-0-08-006616-5.^ ein b Harrington, Roger F. (1961), Zeitharmonische elektromagnetische FelderMcGraw-Hill, S. 7\u20138, ISBN 0-07-026745-6^ Chakravorty, Pragnan (2015).  “Analyse von rechteckigen Wellenleitern – ein intuitiver Ansatz”. 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Mag. 43, p.  125 (1897).NW McLachlan, Theorie und Anwendungen von Mathieu-Funktionen, p.  8 (1947) (Nachdruck von Dover: New York, 1964).Weiterf\u00fchrende Literatur[edit]George Clark Southworth, “Prinzipien und Anwendungen der Wellenleiter\u00fcbertragung“. New York, Van Nostrand [1950]xi, 689 p.  illus.  24 cm.  Bell Telephone Laboratories Serie.  LCCN 50009834Externe Links[edit]Wikimedia Commons hat Medien im Zusammenhang mit Wellenleiter.PatenteSouthworth, US-Patent 2,407,690, “Elektrotherapeutisches Wellenleitersystem“”Trichter, US-Patent 2,806,138, “Wellenleiterfrequenzwandler “, 10. September 1957Websites"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki11\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki11\/2020\/12\/25\/wellenleiter-radiofrequenz-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Wellenleiter (Radiofrequenz) – Wikipedia"}}]}]