方形導波管の寸法比について

質問

マイクロ波関係の書籍を読んでいると”実用的な方形導波管の断面寸法比は
１：２のもが多い”と書かれており、調べてみると実際に存在している導波管
の規格も１：２がほとんどだったんですがそれ以上の事、何故１：２が実用的
なのかという事についてはほとんど触れられていません。

おそらく１：２にした時、各モードでの遮断周波数を最も低くする事ができる
のだからではと思うのですが実際はどうなのでしょうか？お力添えお願いします。

回答No.3

nta · ベストアンサー

大電力のマイクロ波伝送になると導波管の内部に設けた調整用の突起などからの放電が始まることがあるため、電力密度をできるだけ低くするには導波管の断面積が大きいほど有利です。しかし、横幅は伝送周波数によって制限を受けますから、縦を大きくする方が望ましいとは考えられます。もちろん横よりも縦を大きくするわけにはいきませんし、縦横の長さを同程度にすると競合するモードが増えてモード変換を起こしてしまいまうため、縦横比は十分な差が必要です。さらに、方形導波管の縦（短辺）が小さいと特性インピーダンスが低くなります。特性インピーダンスが高すぎると同軸線路などに取り出すときに大きな変換が必要になり、周波数特性の劣化や損失の増大をまねきます。こうした観点から現在のきりの良い数字になっています。
　実際は２：１の場合は特性インピーダンスが３００オーム程度になるので変換のためにはこの半分程度にするのが望ましいのです。そこで段階的に高さを下げていくステップ状の構造が用いられたり、中央部だけ盛り上がり部分を設けるコルゲート形状なども使われます。したがって、２：１にするという確たる根拠はなかったともいえます。

お礼

お礼の方、遅れて申し訳ありません。

非常に分かり易い説明ありがとうございました！専門家の意見が聞けて
良かったです。この疑問も解決の方向へいけそうです。

回答No.2

mmky

追伸まで
1.方形導波管をアンテナにした場合はＥ-plane は0.5λが放射ビーム幅が大きいですね。1λ以上だとサイドロブが出始めますね。
Ｈplane側は1.5λぐらいからサイドロブが出ますね。
2.方形導波管と円形導波管の変換の際の効率も考える必要があるかな。
方形と円形断面の関係は方形の縦横比　b/a=0.4から0.5ぐらいで円形の半径r
とaの比(ｒ/a )が同じぐらいになりますね。
適当だけど、参考まで

回答No.1

mmky

参考程度まで

直感的に縦・横のアンテナと考えれば、λ=2a の1波長ダイポールとa=λ/2 の半波長ダイポールであると考えれば、1波長ではヌルになるので遮断、半波長は一番効率が良いと考えることが出来ます。
だから1：2ということかな。

お礼

ご回答ありがとうございます！なんとなく感覚はつかめます。
同じマイクロ波・ミリ波関係の分野なのでそういう所にヒントが隠れてそうですね。