Guided Wave, Waveguide   도파, 도파관, 도파로, 웨이브가이드

(2021-06-07)
1. 도파, 도파관, 도파로

  ㅇ 도파 (導波, Guided Wave)
     - 가두어서 진행시키는 파동(Wave), 즉 유도(guide)된 파동

  ㅇ 도파관 (導波管, Waveguide)
     - 파(波)를 가두어 유도시켜 전파하는 임의의 구조체
        . 전자파가 진행이 가능하도록, 속이 비어있고(hollow), 
        . 원형 또는 직사각형 단면을 갖는, 도체 금속관을 주로 지칭함

  ㅇ 도파로 (導波路, Planar Waveguide)
     - 파동을 유도하며 진행되게하는 평판형 광 도파로(Planar Lightwave Circuit)를 주로 지칭함


2. 전송선로 및 도파관 차이

  ※ ☞ 전송선로 도파관 비교 참조
     - TEM 모드에 의해 전파하는 전송선로(동축선로 포함)도 도파관으로 볼 수 있으나,
        . 통상, TEM 모드에 의한 전파 전달은 도파관이라고 하지 않고, 전송선로라는 명칭을 씀
     - 즉, 주로 TE 모드TM 모드에 의한 전파 만을 도파관이라는 표현을 씀


3. 도파관 내 전파 모드

  ㅇ 도파관 구조물 형태에 따른 경계조건에 의해 특정 전파 모드들로 제한 됨 
     - TEm,n 모드, TMm,n 모드 
        . m,n : x,y축 상에서의 전자기파 성분 피크의 수    ☞ 모드 차수 참조

     * 실제, 발생/전파되는 전파모드들은 운용 주파수에 의존함
        . 예로써, 운용 주파수가 기본 모드도파관 차단주파수 이내이면, 어떠한 전파도 없게 됨
     * 한편, 크기가 큰 도파관(더 넓은 단면)일수록, 도파관 차단주파수는 더 낮을 수 있게 되나,
        . 도파관 크기가 크면 비실용적이므로, 꽤높은 주파수초고주파,밀리미터파 정도에서 만 쓰임


4. 도파관의 종류

  ※ ☞ 도파관 종류(금속 도파관, 유전체 도파관, 광섬유 등) 참조
     - 평행평판 도파관, 구형 도파관, 원형 도파관5. 도파관의 응용

  ㅇ 주로, 고 출력(high-power), 낮은 손실(low-loss), 밀리미터파 시스템 등에 응용
     - 例) 레이더, 위성중계기, 방송용 전파 송출 등

  ㅇ 한편, RFIC 등은 도파관이 아닌 마이크로스트립,스트립선로전송선로 형태를 주로 사용 


6. 도파관의 구조 형태전자기파 도파 공간을 둘러싸는 금속 도체(구리,알루미늄 등)
     - 도체 두께는,
        . 기계적 강도를 위해 충분히 확보 (1 ~ 3 mm)
        . 또한, 응용 주파수 범위에서 표피 침투 깊이의 수 배가 되도록 함


[도파관] 1. 도파관 2. 도파관 종류 3. 전파 모드 4. 도파관 전파모드 5. 도파관 전자계 6. 유효 굴절률
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