截止波导管的概念与应用

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截止波导管的概念与应用

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金属管对于电磁波，具有高频容易通过、低频衰减较大的特性。这与电路中的高通滤波器十分相象。与滤波器类似，波导管的频率特性也可以用截止频率来描述，低于截止频率的电磁波不能通过波导管，高于截止频率的电磁波可以通过波导管。
利用这个特性，可以达到屏蔽电磁波，同时实现一定实体连通的目的。方法是，将波导管的截止频率设计成远高于要屏蔽的电磁波的频率，使要屏蔽的电磁波在通过波导管时产生很大的衰减。由于这种应用中主要是利用波导管的频率截止区，因此称为截止波导管。截止波导管的概念是屏蔽结构设计中的基本概念之一。
' [8 l! S9 S* V% i' @* w! W常用的波导管有矩形、圆形、六角形等，它们的截止频率如下：
* `. W; l* M' Z  g- r矩形波导管的截止频率： fc = 15 ′ 109 / l 式中：l是矩形截止波导管的开口最大尺寸，单位是cm ， fc的单位Hz。
圆形波导管的截止频率：
fc = 17.6 ′ 109 / d 式中：d是圆形截止波导管的内直径，单位是cm， fc的单位Hz 。
六角形波导管的截止频率：
1 q" W5 k9 o5 D: E& l% ~$ ~  @fc = 15 ′ 10 9 / W 式中：W是六角形截止波导管的开口最大尺寸，单位是cm， fc的单位Hz 。
8 O9 X$ m) v' N1 E" H) X* k  {截止波导管的吸收损耗：落在截止频率区内的电磁波穿过波导管时，会发生衰减，这种衰减称为截止波导管的吸收损耗。截止波导管的吸收损耗计算公式如下：A =1.8 ′ fc ′ t ′ 10-9 ( 1 - ( f / fc ) 2 )1/2 (dB)
3 r0 s1 v# |% E2 ]. d式中：t是截止波导管的长度，单位cm。F 是所关心信号的频率（Hz），fc 是截止波导的截止频率（Hz）。
9 Y) e  Y% `7 u  _如果所关心的频率 f 远低于波导管的截止频率 ( f < fc/5 ) ，则公式化简为：
# O6 t/ j7 C& ^; fA =1.8 ′ fc ′ L ′ 10-9 (dB)

* Z/ Z% K! p1 u, ^3 M' h将不同形状的截止波导管的截止频率 fc 的计算公式代入，得到：
+ C4 v/ x0 W5 u' x  I圆形截止波导管： A = 32 t /d (dB)
! R* j) k6 B) ^( x% p: ?$ M
* o( ~3 L# d! ]- T$ [, T+ z矩形（六角形）截止波导管： A = 27 t / l (dB)
从公式中可以看出，当干扰的频率远低于波导管的截止频率时，若波导管的长度增加一个截面最大尺寸，则损耗增加将近30分贝。
截止波导管的总屏蔽效能：截止波导管的屏蔽效能由吸收损耗部分加上前面所讨论的孔洞的屏蔽效能（反射损耗）两部分构成。
* W+ t( m* X- n+ O' `当在屏蔽体上需要开孔，而孔洞的存在又会导致其电磁屏蔽效能不能满足屏蔽要求时，就可以考虑使用截止波导管，利用截止波导管的深度提供的额外的损耗增加屏蔽效能。

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