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직사각형 도파관 차단 주파수 계산기

직사각형 도파관 TE 및 TM 모드, 가이드 파장 및 위상 속도에 대한 차단 주파수 계산

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공식

f_c(m,n) = (c/2)×√((m/a)²+(n/b)²)

참고: Pozar, Microwave Engineering 4th Ed., Chapter 3

f_c — Cutoff frequency (Hz)
c — Speed of light (m/s)
a — Waveguide width (m)
b — Waveguide height (m)
m,n — Mode indices

작동 방식

직사각형 도파관은 횡방향 전기 (TE) 또는 횡방향 자기 (TM) 구성을 특징으로 하는 특정 모드로 전자기파 전파를 지원합니다.차단 주파수는 특정 모드가 상당한 신호 감쇠 없이 도파관을 통해 전파될 수 있는 최소 주파수입니다.이는 도파관의 단면 치수 (a 및 b) 와 모드 지수 (m 및 n) 에 따라 달라집니다.파장이 도파관 크기에 비해 감소함에 따라 고차 모드가 가능해집니다. 기본 TE10 모드는 일반적으로 직사각형 도파관에서 가장 낮은 주파수 전파 모드입니다.

계산 예제

TE10 모드 차단 주파수를 계산하는 크기 a = 22.86mm, b = 10.16mm인 직사각형 도파관을 예로 들어 보겠습니다.f_c = c/(2 * sqrt ((m/a) ^2 + (n/b) ^2))), 여기서 c는 광속이라는 공식을 사용하여 다음을 구합니다. f_c = 3 * 10^8/(2 * sqrt ((1/0.02286) ^2)) ≈ 6.56GHz.해당 가이드 파장은 λg = c/sqrt (f_c^2 - f_cut^2) 이며, 이는 약 45.6mm로 계산됩니다.

실용적인 팁

  • ✓도파관 치수가 필요한 주파수 범위와 일치하는지 항상 확인하십시오.
  • ✓잠재적인 고차 모드 상호작용 고려
  • ✓정확한 컷오프 계산을 위해 정밀 측정 사용

흔한 실수

  • ✗모드 인덱스 종속성 무시
  • ✗도파관 치수를 사용한 선형 주파수 스케일링 가정
  • ✗전자기 경계 조건 무시

자주 묻는 질문

모드 전파는 도파관 형상, 전자기 파장 및 특정 경계 조건에 따라 달라집니다.차단 주파수는 모드 존재의 전환점을 표시합니다.
TE 모드에는 전파와 평행한 전기장이 없는 반면 TM 모드에는 전파와 평행한 자기장이 없습니다.각 모드에는 고유한 차단 특성이 있습니다.
예, 작동 주파수가 여러 모드의 차단 주파수를 초과하면 여러 모드가 도파관을 통해 동시에 전파될 수 있습니다.
도파관 크기가 작을수록 차단 주파수가 증가하여 낮은 주파수 전파를 효과적으로 제한합니다.
마이크로파 통신, 레이더 시스템, 위성 통신 및 고주파 신호 전송은 모두 정밀한 도파관 모드 분석에 의존합니다.

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