линия Губо

Линия Губо или линия Зоммерфельда – Губо , ^{[ 1 ]} или сокращенно G-линия, представляет собой однопроводную линию передачи, используемую для проведения радиоволн на УВЧ и СВЧ частотах . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Линию передачи с диэлектрическим покрытием изобрел Ф. Хармс. ^{[ 5 ]} в 1907 году и Джордж Дж. Э. Губо ^{[ 6 ]} в 1950 году на основе работы Арнольда Зоммерфельда по поверхностным волнам на проводах 1899 года . ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Он используется в качестве линии связи 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

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

G-линия — это разновидность волновода , а не провода в электрической цепи . Функция G-линии заключается в замедлении скорости распространения электромагнитных волн ниже скорости в свободном пространстве, заставляя волновые фронты слегка изгибаться внутрь по направлению к проводнику, что удерживает волны вовлечёнными. Изгибы большого радиуса допускаются, но слишком резкий изгиб одиночного провода приведет к излучению линии и потере энергии в пространство. Теоретически диэлектрическое покрытие является обязательным, оно замедляет волну и фокусирует ее вдоль провода. Но некоторые пользователи отмечают, что на практике конечная проводимость металлов может давать аналогичный эффект, а голая G-линия может увлекать распространяющуюся волну.

Помимо рупоров, для передачи радиоволн на линии Губо и из них использовались и другие конструкции; волны могут быть «запущены» из плоских структур, таких как конические копланарные волноводы, на гораздо более высоких частотах, в терагерцовом диапазоне. Размер одного металлического проводника обычно составляет 1 мкм. ^{[ 9 ]}

Линия Губо проводит энергию через одномерные электромагнитные поверхностные волны , аналогичные двумерным поверхностным волнам, называемым земными волнами , которые передают сигнал от радиовещательных станций MF AM к домашним AM-радиоприемникам. Способность поверхностных волн изгибаться и следовать контуру проводника объясняет, почему радиостанции AM можно принимать на дальней стороне холмов и как работает загоризонтный радар .

См. также

Патенты

Патент США № 2685068 « Линия передачи поверхностных волн ». Джордж Дж. Э. Губо
Патент США № 2921277 « Запуск и прием поверхностных волн ». Джордж Дж. Э. Губо.

Ссылки

^ Да, К.; Симабукуро, Ф. (2000). Сущность диэлектрических волноводов . Springer Science & Business Media. ISBN 0387497994 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Стро, Р. Дин, изд. (2000). Книга об антеннах ARRL, 19-е изд . стр. 18.2–18.3. ISBN 0872598179 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б ^с Либерман, Леонард (апрель 1955 г.). «Ввод антенны G-Line» (PDF) . Новости радио и телевидения . 53 (4): 124–125 . Проверено 14 сентября 2014 г.
^ Гриффит, Б. Уитфилд младший (2000). Основы радиоэлектронной передачи . Научно-техническое издательство. стр. 307–308. ISBN 1884932134 .
^ Хармс, Ф. (1907). «Электромагнитные волны на проводе с цилиндрической изоляционной оболочкой» . Анналы физики . 23 (6): 44–60. Нагрудный код : 1907АнП...328...44Н . дои : 10.1002/andp.19073280603 . цитируется по Stulle, Bergoz, 2012. Линия Губо , стр. 148. Архивировано 24 ноября 2014 г. в Wayback Machine.
^ Губо, Г. (1950). «Поверхностные волны и их применение в линиях электропередачи». Журнал прикладной физики . 21 (11): 1119–1128. Бибкод : 1950JAP....21.1119G . дои : 10.1063/1.1699553 . цитируется по Stulle, Bergoz, 2012. Линия Губо , стр. 148. Архивировано 24 ноября 2014 г. в Wayback Machine.
^ Зоммерфельд, А. (1899). «О распространении электродинамических волн по проводу» . Анналы физики и химии . 67 (2): 233–290. Бибкод : 1899АнП...303..233С . дои : 10.1002/andp.18993030202 . цитируется по Stulle, Bergoz, 2012. Линия Губо , стр. 148. Архивировано 24 ноября 2014 г. в Wayback Machine.
^ Jump up to: ^а ^б Стулле, Ф.; Бергоз, Дж. (15–19 апреля 2012 г.). «Линия Губо - Поверхностные волны для стендовых испытаний лучевой аппаратуры на высоких частотах». BIW2012: 15-й семинар по лучевым приборам (PDF) . Ньюпорт-Ньюс, Вирджиния: Веб-сайт совместных конференций ускорителей. стр. 146–148. ISBN 978-3-95450-121-2 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2014 года . Проверено 15 сентября 2014 г.
^ Т. Акалин, «Биосенсор высокого разрешения на основе линий передачи поверхностных волн на ТГц частотах», 35-я Европейская микроволновая конференция, 3-7 октября 2005 г., Париж, Франция и Т. Акалин, «Однопроводные линии передачи на терагерцовых частотах», IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (IEEE-MTT), том 54, выпуск 6, июнь 2006 г. Страницы: 2762 - 2767

[Yeh-1] Да, К.; Симабукуро, Ф. (2000). Сущность диэлектрических волноводов . Springer Science & Business Media. ISBN 0387497994 .

[Straw-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Стро, Р. Дин, изд. (2000). Книга об антеннах ARRL, 19-е изд . стр. 18.2–18.3. ISBN 0872598179 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[Lieberman-3] Jump up to: ^а ^б ^с Либерман, Леонард (апрель 1955 г.). «Ввод антенны G-Line» (PDF) . Новости радио и телевидения . 53 (4): 124–125 . Проверено 14 сентября 2014 г.

[Griffith-4] Гриффит, Б. Уитфилд младший (2000). Основы радиоэлектронной передачи . Научно-техническое издательство. стр. 307–308. ISBN 1884932134 .

[Harms-5] Хармс, Ф. (1907). «Электромагнитные волны на проводе с цилиндрической изоляционной оболочкой» . Анналы физики . 23 (6): 44–60. Нагрудный код : 1907АнП...328...44Н . дои : 10.1002/andp.19073280603 . цитируется по Stulle, Bergoz, 2012. Линия Губо , стр. 148. Архивировано 24 ноября 2014 г. в Wayback Machine.

[Goubau-6] Губо, Г. (1950). «Поверхностные волны и их применение в линиях электропередачи». Журнал прикладной физики . 21 (11): 1119–1128. Бибкод : 1950JAP....21.1119G . дои : 10.1063/1.1699553 . цитируется по Stulle, Bergoz, 2012. Линия Губо , стр. 148. Архивировано 24 ноября 2014 г. в Wayback Machine.

[Sommerfeld-7] Зоммерфельд, А. (1899). «О распространении электродинамических волн по проводу» . Анналы физики и химии . 67 (2): 233–290. Бибкод : 1899АнП...303..233С . дои : 10.1002/andp.18993030202 . цитируется по Stulle, Bergoz, 2012. Линия Губо , стр. 148. Архивировано 24 ноября 2014 г. в Wayback Machine.

[Stulle-8] Jump up to: ^а ^б Стулле, Ф.; Бергоз, Дж. (15–19 апреля 2012 г.). «Линия Губо - Поверхностные волны для стендовых испытаний лучевой аппаратуры на высоких частотах». BIW2012: 15-й семинар по лучевым приборам (PDF) . Ньюпорт-Ньюс, Вирджиния: Веб-сайт совместных конференций ускорителей. стр. 146–148. ISBN 978-3-95450-121-2 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2014 года . Проверено 15 сентября 2014 г.

[9] Т. Акалин, «Биосенсор высокого разрешения на основе линий передачи поверхностных волн на ТГц частотах», 35-я Европейская микроволновая конференция, 3-7 октября 2005 г., Париж, Франция и Т. Акалин, «Однопроводные линии передачи на терагерцовых частотах», IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (IEEE-MTT), том 54, выпуск 6, июнь 2006 г. Страницы: 2762 - 2767

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]