Linia Goubau

Linia Goubau lub linia Sommerfelda-Goubau , w skrócie linia G, to jednoprzewodowa linia transmisyjna używana do przewodzenia fal radiowych na częstotliwościach UHF i mikrofalowych . Linia transmisyjna z powłoką dielektryczną została wynaleziona przez F. Harmsa w 1907 r. i George'a JE Goubau w 1950 r., w oparciu o prace Arnolda Sommerfelda nad falami powierzchniowymi na drutach z 1899 r . Jest używany jako linia zasilająca w UHF do łączenia nadajników i odbiorników wysokiej częstotliwości do ich anten oraz w badaniach naukowych.

Ilustracja z patentu Goubau przedstawiająca przewodnika i wyrzutnie

Opis

linii zasilającej Goubau dla anten telewizyjnych UHF przedstawiający wyrzutnie liniowe i stożkowe

linia Goubau składa się z pojedynczego drutu pokrytego materiałem dielektrycznym . Sprzęganie do iz linii G odbywa się za pomocą stożkowych metalowych „wyrzutni” lub „łapaczy”, których węższe końce są połączone np. z ekranem koncentrycznego przewodu zasilającego, a linia transmisyjna przechodzi przez otwór w stożkowych końcówkach. Zaletą linii Goubau jest to, że może ona mieć mniejsze tłumienie z powodu strat dielektrycznych przy wysokich częstotliwościach niż inne typy linii transmisyjnych . Linia równoległa ( podwójna żyła ) i kabel koncentryczny , które są używane do przenoszenia sygnałów radiowych o niższej częstotliwości, mają duże straty na górnym końcu pasma UHF i są prawie bezużyteczne na odległościach powyżej 100 stóp (33 metry). Linie Goubau mogą służyć jako linie zasilające anteny o niskiej stratności na tych częstotliwościach, aż do częstotliwości mikrofalowych, gdzie musi być użyty falowód .

Linia G jest rodzajem falowodu , a nie drutem w obwodzie elektrycznym . Linia G działa poprzez spowolnienie prędkości propagacji fal EM poniżej prędkości w wolnej przestrzeni, powodując lekkie wygięcie czoła fali do wewnątrz w kierunku przewodnika, który utrzymuje porywane fale. Zagięcia o dużym promieniu są tolerowane, ale zbyt ostre zagięcie pojedynczego drutu spowoduje, że linia będzie promieniować i tracić energię w przestrzeni. Teoretycznie wymagana jest powłoka dielektryczna, która spowalnia falę i skupia ją wzdłuż drutu. Ale niektórzy użytkownicy zauważają, że w praktyce skończona przewodność metali może dawać podobny efekt, a goła linia G może porywać rozchodzącą się falę.

Inne struktury oprócz rogów były używane do łączenia fal radiowych z liniami Goubau iz nich; fale mogą być „wystrzeliwane” z płaskich struktur, takich jak zwężające się współpłaszczyznowe falowody przy znacznie wyższych częstotliwościach, do pasma terahercowego . Wymiar pojedynczego metalowego przewodnika wynosi wtedy typowo 1 µm.

Linia Goubau przewodzi energię za pośrednictwem jednowymiarowych elektromagnetycznych fal powierzchniowych , analogicznie do dwuwymiarowych fal powierzchniowych zwanych falami naziemnymi , które przenoszą sygnał ze stacji nadawczych MF AM do domowych radioodbiorników AM. Zdolność fal powierzchniowych do wyginania się i podążania za konturem przewodnika wyjaśnia, dlaczego stacje radiowe AM mogą być odbierane po drugiej stronie wzgórz i jak działa radar pozahoryzontalny .

Zobacz też

• Fala powierzchniowa
• Powierzchniowy polaryton plazmonowy
• Transmisja energii o częstotliwości radiowej

Patenty

• Patent US 2,685,068 , „ Linia transmisyjna fal powierzchniowych ”. George'a JE Goubau
• Patent USA 2,921,277 , „ Uruchamianie i odbieranie fal powierzchniowych ”. George'a JE Goubau.