वेवगाइड और ट्रांसमिशन लाइनें
चालक संरचनाएँ विद्युत चुम्बकीय तरंगों को निर्देशित करती हैं, कटऑफ आवृत्तियों से ऊपर असतत मोड का समर्थन करती हैं और संकेत तथा शक्ति का वहन करती हैं।
Definition
चालक या परावैद्युत संरचनाओं द्वारा सीमित और निर्देशित विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अध्ययन, जहाँ सीमा शर्तें प्रसार को मोड के एक असतत सेट तक सीमित करती हैं, प्रत्येक में एक कटऑफ आवृत्ति और विशेषता फैलाव, प्रतिबाधा, और क्षेत्र पैटर्न होता है।
Scope
यह विषय ट्रांसमिशन लाइनों और खोखले या परावैद्युत वेवगाइड्स में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के निर्देशित प्रसार को शामिल करता है: अनुप्रस्थ विद्युत, अनुप्रस्थ चुंबकीय, और अनुप्रस्थ विद्युत चुम्बकीय मोड, कटऑफ आवृत्तियाँ, गाइड में फैलाव, विशेषता प्रतिबाधा, टेलीग्राफर के समीकरण, स्थायी तरंगें, और अनुनाद गुहाएँ। यह चालकों पर सीमा शर्तों को व्यावहारिक संकेत और शक्ति परिवहन से जोड़ता है।
Core questions
- सीमा शर्तें वेवगाइड द्वारा समर्थित मोड का चयन कैसे करती हैं?
- एक खोखले वेवगाइड में कटऑफ आवृत्ति क्यों होती है?
- ट्रांसमिशन लाइनें संकेतों को कैसे ले जाती हैं और उनकी प्रतिबाधा क्या निर्धारित करती है?
Key concepts
- TE, TM, और TEM मोड
- कटऑफ आवृत्ति
- विशेषता प्रतिबाधा
- टेलीग्राफर के समीकरण
- स्थायी तरंग अनुपात
- अनुनाद गुहा
- वेवगाइड फैलाव
Key theories
- वेवगाइड मोड और कटऑफ
- चालक दीवारों पर सीमा शर्तें क्षेत्रों को असतत अनुप्रस्थ विद्युत और अनुप्रस्थ चुंबकीय मोड तक सीमित करती हैं, प्रत्येक केवल गाइड ज्यामिति द्वारा निर्धारित कटऑफ आवृत्ति से ऊपर फैलता है।
- ट्रांसमिशन-लाइन सिद्धांत
- टेलीग्राफर के समीकरण एक लाइन पर वोल्टेज और वर्तमान तरंगों का वर्णन वितरित अधिष्ठापन, समाई, प्रतिरोध और चालकता के संदर्भ में करते हैं, जो विशेषता प्रतिबाधा और बेमेल भार से प्रतिबिंब को परिभाषित करते हैं।
Clinical relevance
वेवगाइड और ट्रांसमिशन लाइनें रडार, उपग्रह और माइक्रोवेव लिंक, त्वरक और चुंबकीय-अनुनाद रेडियोफ्रीक्वेंसी सिस्टम, मुद्रित-सर्किट इंटरकनेक्ट्स, और माइक्रोवेव हीटिंग और एब्लेशन उपकरणों में संकेतों और शक्ति को मार्ग देती हैं।
History
हेविसाइड ने उन्नीसवीं शताब्दी के अंत में ट्रांसमिशन-लाइन सिद्धांत और टेलीग्राफर के समीकरण विकसित किए। रेले ने 1897 में खोखले गाइडों में तरंग प्रसार का विश्लेषण किया, और व्यावहारिक खोखले-वेवगाइड और माइक्रोवेव तकनीक 1930-1940 के दशक में साउथवर्थ, बैरो और अन्य के काम के साथ परिपक्व हुई।
Key figures
- Oliver Heaviside
- John William Strutt (Lord Rayleigh)
- George Southworth
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- pozar2011
Frequently asked questions
- एक खोखला वेवगाइड एक निश्चित आवृत्ति से नीचे संचारित करना क्यों बंद कर देता है?
- सीमा शर्तें क्षेत्र को न्यूनतम स्थानिक पैमाने के साथ एक अनुप्रस्थ पैटर्न में फिट होने के लिए मजबूर करती हैं; संबंधित कटऑफ आवृत्ति से नीचे तरंग उन्हें संतुष्ट नहीं कर सकती है और प्रसार के बजाय क्षय हो जाती है।
- विशेषता प्रतिबाधा क्या है?
- यह एक ट्रांसमिशन लाइन के साथ यात्रा करने वाली तरंग के लिए वोल्टेज और वर्तमान का अनुपात है, जो लाइन की ज्यामिति और सामग्री द्वारा निर्धारित होता है; भार को इससे मिलाना प्रतिबिंबों को रोकता है।