Quomodo adaptationem impedantiae ducum undarum efficimus? Ex theoria linearum transmissionis in theoria antennarum microstrip, scimus lineas transmissionis seriei vel parallelae aptas eligi posse ad adaptationem impedantiae inter lineas transmissionis vel inter lineas transmissionis et onera efficiendam, ut maxima transmissio potentiae et minima iactura reflexionis obtineatur. Idem principium adaptationis impedantiae in lineis microstrip ad adaptationem impedantiae in ducibus undarum pertinet. Reflexiones in systematibus ducum undarum ad discrepantias impedantiae ducere possunt. Cum deterioratio impedantiae occurrit, solutio eadem est ac pro lineis transmissionis, id est, valorem requisitum mutando. Impediantia globulata in punctis praecalculatis in ductu undarum ponitur ad discrepantiam superandam, ita effectus reflexionum eliminando. Dum lineae transmissionis impedantias globulatas vel stipites utuntur, ducti undarum laminas metallicas variarum formarum utuntur.
Figura 1: Iridis ductuum undarum et circuitus aequivalens, (a) capacitiva; (b) inductiva; (c) resonantia.
Figura 1 varias species impedantiae adaptandae ostendit, quaslibet formas demonstratas accipientes, quae capacitivae, inductivae, vel resonantes esse possunt. Analysis mathematica complexa est, sed explicatio physica non est. Considerata prima lamina metallica capacitiva in figura, videri potest potentiale quod inter superiorem et inferiorem parietes ductoris undarum (in modo dominante) exstabat nunc inter duas superficies metallicas propius propinquas exstare, ita capacitas punctum crescit. Contra, lamina metallica in Figura 1b permittit currentem fluere ubi antea non fluebat. Fluxus currentis erit in plano campi electrici antea aucto propter additionem laminae metallicae. Ergo, accumulatio energiae fit in campo magnetico et inductantia in illo puncto ductoris undarum crescit. Praeterea, si forma et positio anuli metallici in Figura c rationabiliter designantur, reactantia inductiva et reactantia capacitiva introductae aequales erunt, et apertura resonantia parallela erit. Hoc significat adaptationem impedantiae et adaptationem modi principalis optimam esse, et effectum derivationis huius modi neglegendum fore. Alii autem modi vel frequentiae attenuabuntur, ita anulus metallicus resonans et ut filtrum transiens et ut filtrum modi fungitur.
figura II: (a) stipites ductoris undarum; (b) adaptator duarum cochlearum
Alia via ad accommodationem supra monstratur, ubi columna metallica cylindrica ab uno laterum latorum in ductorem undarum extenditur, eundem effectum habens ac lamina metallica quoad reactantiam globulam in eo puncto praebendam. Columna metallica potest esse capacitiva vel inductiva, prout longe in ductorem undarum extenditur. Haec methodus accommodationis essentialiter est ut, cum talis columna metallica paulum in ductorem undarum extenditur, susceptantiam capacitivam in eo puncto praebeat, et susceptantia capacitiva crescit donec penetratio circiter quartam partem longitudinis undae sit. Hoc loco, resonantia seriei fit. Ulterior penetratio columnae metallicae susceptantiam inductivam efficit, quae decrescit cum insertio completior fit. Intensitas resonantiae in medio puncto installationis inverse proportionalis est diametro columnae et ut filtrum adhiberi potest, sed hoc in casu ut filtrum zonae sistendi ad modos ordinis superioris transmittendos adhibetur. Comparata cum impedantiae laminarum metallicarum augmento, commodum magnum utendi columnae metallicae est quod facile adaptantur. Exempli gratia, duae cochleae ut instrumenta accommodationis adhiberi possunt ad efficientem accommodationem ductoris undarum consequendam.
Onera resistiva et attenuatores:
Sicut quodlibet aliud systema transmissionis, ductores undarum interdum perfectam impedantiae adaptationem et onera adaptata requirunt ut undas advenientes plene absorbeant sine reflexione et ut frequentiae insensibiles sint. Una applicatio talium terminalium est varias mensuras potentiae in systemate facere sine ulla potentia re vera radianda.
Figura 3 onus resistentiae ductus undae (a) coniunctio simplex (b) coniunctio duplex
Frequentissima terminatio resistiva est sectio dielectrici cum perdita, in extremo ductoris undarum installata et attenuata (cubito ad undam incidentem spectante) ne reflexiones efficiantur. Hoc medium cum perdita totam latitudinem ductoris undarum occupare potest, vel solum centrum extremitatis ductoris undarum occupare potest, ut in Figura 3 demonstratur. Attenuatio potest esse simplex vel duplex et typice longitudinem λp/2 habet, cum longitudine totali circiter duarum longitudinum undarum. Solet fieri ex laminis dielectricis, ut vitro, pellicula carbonis vel vitro aquatico extrinsecus obductis. Pro applicationibus magnae potentiae, tales terminales dissipatores caloris extra ductoris undarum additos habere possunt, et potentia terminali tradita per dissipatorem caloris vel per refrigerationem aeris coacti dissipari potest.
figura 4 Attenuator laminae mobilis
Attenuatores dielectrici, ut in Figura 4 demonstratur, amovibiles fieri possunt. In medio ductoris undarum positi, lateraliter a centro ductoris undarum, ubi maximam attenuationem praebebit, ad margines moveri possunt, ubi attenuatio magnopere reducitur, cum vis campi electrici modi dominantis multo minor sit.
Attenuatio in ductore undarum:
Attenuatio energiae ductorum undarum praecipue haec comprehendit:
1. Reflexiones ex discontinuitatibus internis ductus undarum vel sectionibus ductus undarum male alignatis
2. Damna a currente fluente in parietibus ductorum undarum causata
3. Damna dielectrica in ducibus undarum repletis
Duae ultimae similes sunt iacturae correspondentes in lineis coaxialibus et ambae relative parvae sunt. Haec iactura a materia parietis eiusque asperitate, dielectrico adhibito et frequentia (ob effectum cutaneum) pendet. Pro tubis aeneis, ambitus est a 4 dB/100m ad 5 GHz ad 12 dB/100m ad 10 GHz, sed pro tubis aluminii, ambitus inferior est. Pro ductibus argenteis obductis, iacturae typice sunt 8dB/100m ad 35 GHz, 30dB/100m ad 70 GHz, et prope 500 dB/100m ad 200 GHz. Ad iacturas minuendas, praesertim ad frequentias altissimas, ductibus interdum (interne) auro vel platino obducuntur.
Ut iam indicatum est, ductor undarum quasi filtrum transiens fungitur. Quamquam ipse ductor undarum fere sine damno est, frequentiae infra frequentiam abscissionis graviter attenuantur. Haec attenuatio reflexioni ad os ductoris undarum potius quam propagationi debetur.
Copulatio ductus undarum:
Copulatio ductorum undarum plerumque per flanges fit cum partes vel componentes ductorum undarum inter se iunguntur. Munus huius flanges est nexum mechanicum lenem et proprietates electricas idoneas, praesertim radiationem externam humilem et reflexionem internam humilem, praestare.
Flanga:
Flanges ductorum undarum late adhibentur in communicationibus microfluctuum, systematibus radaricis, communicationibus satellitum, systematibus antennarum, et apparatu laboratorium in investigationibus scientificis. Adhibentur ad connectendas diversas sectiones ductorum undarum, ad curandum ne effluant et impediantur, et ad conservandam accuratam ordinationem ductorum undarum ut transmissionem fidam et accuratam positionem undarum electromagneticarum frequentiae praestet. Typicus ductor undarum flangem in utroque extremo habet, ut in Figura 5 demonstratur.
figura 5 (a) flange plana; (b) copula flange.
Ad frequentias inferiores, limbum cum ductore undarum braseatur vel suturabitur, ad frequentias superiores autem limbum planius sed planum adhibetur. Cum duae partes iunguntur, limbum inter se fulciuntur, sed extremitates leniter perfici debent ne discontinuitates in conexione fiant. Facilius est, ut patet, componentes recte alignare quibusdam adaptationibus, itaque ductores undarum minores interdum limbibus filetatis instructi sunt, quae nuce anulari coheri possunt. Cum frequentia crescit, magnitudo copulae ductoris undarum naturaliter decrescit, et discontinuitas copulae maior fit pro longitudine undae signi et magnitudine ductoris undarum. Ergo, discontinuitates ad frequentias superiores magis problematicae fiunt.
figura 6 (a) Sectio transversalis copulae suffocationis; (b) prospectus extremus flangae suffocationis
Ad hanc difficultatem solvendam, parvum intervallum inter ductores undarum relinqui potest, ut in Figura 6 demonstratur. Copula suffocationis ex flange ordinaria et flange suffocationis inter se connexa constans. Ad discontinuitates possibiles compensandas, anulus suffocationis circularis cum sectione transversali L-formata in flange suffocationis adhibetur ad conexionem artiorem aptandam efficiendam. Dissimiles flangibus ordinariis, flanges suffocationis frequentiae sensibiles sunt, sed consilium optimum latitudinem frequentiae rationabilem (fortasse 10% frequentiae mediae) praestare potest, super quam SWR 1.05 non excedit.
Tempus publicationis: XV Ianuarii MMXXIV
