линия Губау
Однопроводная линия передачи, используемая для передачи радиоволн на частотах УВЧ и СВЧ.

Линия Губау или линия Зоммерфельда–Губау , [1] или сокращенно G-линия, представляет собой однопроводную линию передачи, используемую для передачи радиоволн на частотах УВЧ и СВЧ . [2] [3] [4] Линия передачи с диэлектрическим покрытием была изобретена Ф. Хармсом [5] в 1907 году и Джорджем Дж. Э. Губау [6] в 1950 году на основе работ Арнольда Зоммерфельда по исследованию поверхностных волн на проводах с 1899 года . [7] [8] Она используется в качестве фидерной линии на УВЧ для связи высокочастотных передатчиков и приемников с их антеннами , [2] [3] и в научных исследованиях. [8]

Иллюстрация из патента Губо, показывающая проводник и пусковые установки.

Описание

Статья 1955 года о фидерной линии Губау для телевизионных антенн УВЧ [3], демонстрирующая линейные и конусные пусковые установки

Сама линия Goubau состоит из одного проводника, покрытого диэлектрическим материалом. [2] Соединение с линией G и с ней осуществляется с помощью конических металлических «пусковых устройств» или «ловушек», узкие концы которых соединены, например, с экраном коаксиальной линии питания, а линия передачи проходит через отверстие в конических наконечниках. [2] Преимущество линии Goubau заключается в том, что она может иметь меньшее затухание из-за диэлектрических потерь на высоких частотах, чем другие типы линий передачи . Параллельная линия ( двойной вывод ) и коаксиальный кабель , которые используются для передачи низкочастотных радиосигналов, имеют высокие потери на верхнем конце диапазона УВЧ и практически бесполезны на расстояниях более 100 футов (33 метра). [2] Линии Goubau могут служить в качестве антенных линий питания с низкими потерями на этих частотах, вплоть до микроволновых частот, где необходимо использовать волновод . [2]

G-линия — это тип волновода , а не провода в электрической цепи . G-линия функционирует, замедляя скорость распространения электромагнитных волн ниже скорости свободного пространства, заставляя волновые фронты слегка изгибаться внутрь к проводнику, что удерживает волны вовлекаемыми. Изгибы большого радиуса допускаются, но слишком резкий изгиб в одиночном проводе приведет к излучению линии и потере энергии в пространстве. Теоретически диэлектрическое покрытие является обязательным требованием, оно замедляет волну и фокусирует ее вдоль провода. Но некоторые пользователи отмечают, что на практике конечная проводимость металлов может производить аналогичный эффект, и голая G-линия может увлекать распространяющуюся волну.

Другие структуры, помимо рупоров, использовались для соединения радиоволн в линиях Губо и из них; волны могут быть «запущены» из плоских структур, таких как конические копланарные волноводы, на гораздо более высоких частотах в терагерцовом диапазоне. Размер одного металлического проводника тогда обычно составляет 1 мкм. [9]

Линия Губо проводит энергию посредством одномерных электромагнитных поверхностных волн , аналогичных двумерным поверхностным волнам, называемым земными волнами , которые переносят сигнал от станций вещания MF AM к домашним радиоприемникам AM. Способность поверхностных волн изгибаться и следовать контуру проводника объясняет, почему радиостанции AM могут приниматься на дальней стороне холмов, и как работает загоризонтный радар .

Смотрите также

Патенты

  • Патент США 2,685,068 , " Линия передачи поверхностных волн ". Джордж Дж. Э. Губо
  • Патент США 2,921,277 , « Запуск и прием поверхностных волн ». Джордж Дж. Э. Губо.

Ссылки

  1. ^ Йе, К.; Шимабукуро, Ф. (2000). Сущность диэлектрических волноводов. Springer Science & Business Media. ISBN 0387497994.
  2. ^ abcdef Стро, Р. Дин, ред. (2000). ARRL Antenna Book, 19-е изд . стр.  18.2–18.3 . ISBN  0872598179.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ abc Либерман, Леонард (апрель 1955 г.). "Ввод антенны G-Line" (PDF) . Новости радио и телевидения . 53 (4): 124– 125 . Получено 14 сентября 2014 г. .
  4. ^ Гриффит, Б. Уитфилд-младший (2000). Основы радиоэлектронной передачи. SciTech Publishing. С.  307–308 . ISBN 1884932134.
  5. ^ Хармс, Ф. (1907). «Электромагнитные волны на проводе с цилиндрической изоляционной оболочкой». Аннален дер Физик . 23 (6): 44–60 . Бибкод : 1907АнП...328...44Н. дои : 10.1002/andp.19073280603.цитируется в Stulle, Bergoz 2012 The Goubau line, стр. 148 Архивировано 24.11.2014 на Wayback Machine
  6. ^ Губо, Г. (1950). «Поверхностные волны и их применение в линиях передачи». Журнал прикладной физики . 21 (11): 1119– 1128. Bibcode : 1950JAP....21.1119G. doi : 10.1063/1.1699553.цитируется в Stulle, Bergoz 2012 The Goubau line, стр. 148 Архивировано 24.11.2014 на Wayback Machine
  7. ^ Зоммерфельд, А. (1899). «Ueber die Fortpflanzung elektrodynamischer Wellen längs eines Drahtes». Аннален дер Физик и Химия . 67 (2): 233–290 . Бибкод : 1899АнП...303..233С. дои : 10.1002/andp.18993030202.цитируется в Stulle, Bergoz 2012 The Goubau line, стр. 148 Архивировано 24.11.2014 на Wayback Machine
  8. ^ ab Stulle, F.; Bergoz, J. (15–19 апреля 2012 г.). «Линия Губо — поверхностные волны для стендового тестирования балочных приборов на высоких частотах». BIW2012: 15-й семинар по балочным приборам (PDF) . Ньюпорт-Ньюс, Вирджиния: веб-сайт Joint Accelerator Conferences. стр.  146–148 . ISBN 978-3-95450-121-2. Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2014 г. . Получено 15 сентября 2014 г. .
  9. ^ T. Akalin, «Биосенсор высокого разрешения на основе линий передачи поверхностных волн на частотах ТГц», 35-я Европейская микроволновая конференция, 3–7 октября 2005 г., Париж, Франция и T. Akalin, «Однопроводные линии передачи на частотах терагерца», IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (IEEE-MTT), том 54, выпуск 6, июнь 2006 г. Страницы: 2762–2767
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Goubau_line&oldid=1229107748"