Waveguide elektronika

Viļņvadis - jebkura no ierīču klases, kas ierobežo un vada elektromagnētisko viļņu, piemēram, radioviļņu, infrasarkano staru un redzamās gaismas, izplatīšanos. Viļņvadiem ir dažādas formas un formas. Tipiski piemēri ir dobas metāla caurules, koaksiālie kabeļi un optiskās šķiedras.

Dobās metāla caurules vai taisnstūra šķērsgriezuma kanāli ir vieni no vienkāršākajiem un visbiežāk izmantotajiem viļņvadiem. Tos izmanto, piemēram, starp radio raidītāju (vai uztvērēju) un tā antenu. Apļveida metāla caurules ir piemērotas tādiem lietojumiem kā radars, kurā diviem viļņvada virzieniem jābūt pagrieztiem attiecībā pret otru. Jebkurā no konfigurācijas veidiem radioviļņi ir ierobežoti caurules iekšpusē tā, lai līdz minimumam samazinātu radio frekvences jaudas zudumus, kas to šķērso.

Koaksiālo kabeli, kas sastāv no cauruļveida vadītāja, kas apņem centrālo vadītāju, kuru vietā tur izolācijas apvalks, plaši izmanto ļoti augstām un ļoti zemām frekvencēm. Šādi kabeļi tiek izmantoti kā pārvades līnija transokeāna telefona sakariem un slēgtas shēmas televīzijai (piemēram, kabeļtelevīzijai). Koaksiālie kabeļi ir labi piemēroti šādai tāla pārraidei, jo centrālo vadītāju no ārējā vadošā materiāla pasargā no ārējiem elektriskiem trokšņiem (ti, traucējumiem).

Kopš 70. gadu beigām optiskās šķiedras ir arvien vairāk pielietojamas salīdzinoši tālsatiksmes telefona ķēdēs. Šādi viļņvadi pārraida informāciju infrasarkano vai gaismas signālu veidā, ko rada pusvadītāju lāzeri. Optisko šķiedru parasti veido stikla serdes apgabals, kuru ieskauj stikla apšuvums. Kodola reģionam ir lielāks refrakcijas koeficients nekā apšuvumam, lai gaisma būtu ierobežota ar kodolu, jo tā izplatās pa šķiedru.

Optiskajām šķiedrām ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar koaksiālajiem kabeļiem. Tie var pārvadāt informāciju ar ievērojami lielāku ātrumu, aizņem mazāk vietas (optiskās šķiedras diametrs ir tikai neliela daļa no cilvēka matiem) un ir nejutīgi pret elektrisko troksni. Šo faktoru dēļ optiskās šķiedras tagad tiek plaši izmantotas, lai pārsūtītu datus, skaņu un attēlus tālsatiksmes telefona līnijās. Optiskās šķiedras nodrošina arī lielisku ātrgaitas sakaru savienojumu starp tīkliem savienotiem datoriem.