全方面剖析波导

从名字来看，波导是一种空心导电布局，指导电磁波沿着一个路径行进。波导的导电内壁沿路径以低消耗和靠近光速的方法反射电磁波能量。

波导普通为圆柱形、椭圆形或矩形。在矩形波导中，当磁场沿流传偏向时，可以形成横电波（TE）或H型波。假如电场在流传偏向上，则称为横磁波（TM）或e波。

波导所能支持的波前速率和频率取决于实在际尺寸。差别的频率会在波导中形成差别的模式。波导的主模式为电磁波能量指导服从最高的模式。在矩形波导中，TE10模式是最有用的，而在圆柱波导中，TE11模式为重要模式。这些模式具有较低的停止频率和较高的频率界限，凌驾此范畴的频率会在其他模式中起作用。在统一个波导上事情的多个模式会对主模式孕育发生不须要的滋扰。固然，有一些应用受益于在波导中使用多个模式。

对付高性能的互连应用，大多数波导被经心设计成只支持主模式。这些身分导致波导的尺寸直接与模式的低频相联络。这就限定了应用步伐可以支持的波导尺寸。比方，一个1MHz的波导最大尺寸约莫是500英尺。只管是在微波和毫米波频率下，也大大低落了波导的尺寸和重量。不管如何，因为波导在整个布局中一定连结准确的尺寸，在任何弯曲或布线操纵中都一定警惕。因为必要高机器精度，波导的机动性有限。

在指导电磁能量时，波导的大导电外貌积导致很少的能量丧失。在波导内部镀上一层较薄的导电质料也可以进步能量通报服从和波导的功率处置惩罚本领。别的，波导中的介质通常是氛围，与同轴电缆中利用的介质质料相比，其具有非常低的色散和消耗。

因为全部的电磁能量都包罗在波导中，在波导中的辐射消耗极低。不敷为奇的是，波导内高程度的断绝也可以防备来自外部源的不须要信号滋扰。另一方面，高性能的波导互连也带来了奋发的代价。毗连处法兰联轴器的周密加工及定制制造每每会使终极产物的代价昂贵。

为了降服这些挑衅，有些制造商生产可预成型或多次弯曲的柔性波导。别的，相较于机器制造，制造高性能有源器件和无源器件相对简洁。这些器件还最小水平地影响信号路径的完备性，并采纳波导技能实现高性能互连和无源器件。