波束波導

波束波導

波束波導,由周期性排列的透鏡或反射鏡組成的波導結構。由於透鏡或反射鏡的聚束作用,被導引的電磁波集中在橫截面較小的區域內以波束形式傳播。波束的電磁場分佈沿傳播方向呈周期性變化,沿徑向坐標ρ按高斯函數變化(α為常數),故又稱為高斯型波束。

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正文


透鏡型波束波導由焦距為f 的介質透鏡按間距2f共軸排列組成(圖1)。由透鏡1的焦點發出的波束,通過透鏡1的相位校正,使aa′平面成為等相位面;透鏡 2則將 bb′平面的場相位校正成等相位面,並使在bc之間各點的場分佈與ab之間對應各點的場分佈相同,即波束以2f為周期重現。圖中的虛線表示波束的範圍。單反射鏡型波束波導用焦距為2f的橢圓面按相鄰橢圓面共焦的方式排列(圖2)。a、b為橢圓面1的焦點;b、c為橢圓面2的焦點。從焦點a發出的波束,由橢圓面1反射到橢圓面2,然後反射到橢圓面3,沿鋸齒形路徑傳播。通過橢圓面的相位校正,使在路段b2c上各點的場分佈與在a1b上對應各點的場分佈相同,波束也以2f為周期重現。
波束波導
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波束波導
波束波導
雙反射鏡型波束波導由兩塊平板和兩個拋物面組成(圖3 )。從 F1發出的球面波,由平板1反射到拋物面2變成平面波,傳播到拋物面3后變成球面波,再由平板4反射到F2,使波束重現。
波束波導
波束波導
不同類型的波束波導有不同的傳輸損耗和不同的頻率適用範圍。介質透鏡型適用於光波,雙反射鏡型適用於微波,單反射鏡型適用於毫米波和亞毫米波。高斯波束可用波紋圓錐喇叭作激發器。