GIS設(shè)備中有較強(qiáng)的電磁波存在，如何在導(dǎo)波結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生電磁波?這就涉及到波導(dǎo)的激勵問題。而另一方面，要從波導(dǎo)中提取微波信息，即波導(dǎo)的禍合就本質(zhì)而言是電磁波的輻射和接收，是微波源向波導(dǎo)內(nèi)有限空間的輻射或在波導(dǎo)的有限空間內(nèi)接收微波信息。由于輻射和接收是互易的，因此激勵與禍合具有相同的場結(jié)構(gòu)，所以只介紹波導(dǎo)的激勵。嚴(yán)格地用數(shù)學(xué)方法來分析波導(dǎo)的激勵問題比較困難，這里僅定性地對這一問題作以說明。激勵波導(dǎo)的方式通常有三種：電激勵、磁激勵和電流激勵分述如下：
1. 電激勵
在同軸導(dǎo)體內(nèi)有小段導(dǎo)體，沿電場方向插入矩形波導(dǎo)內(nèi)，構(gòu)成探針激勵，它是一種類似于電偶極子的輻射，故稱為電激勵。這就是通常類似于GIS導(dǎo)體內(nèi)針缺陷式的模型構(gòu)成的電激勵。在針缺陷附近，由于電場強(qiáng)度會有Ez分量，電磁場分布與TE10模有所不同，而必然有高次模被激發(fā)。但當(dāng)波導(dǎo)尺寸只允許主模傳輸時(shí)，激發(fā)起的高次模隨著針的長短和位置的遠(yuǎn)離而快速衰減，因此，高次模不容易在波導(dǎo)內(nèi)傳播，為了提高其耦合效率，可在針位置兩邊波導(dǎo)與同軸線的阻抗應(yīng)匹配，為此在波導(dǎo)一端接上一個(gè)短路活塞，這也為接收天線的制作時(shí)提高接受到的最大功率提供了一個(gè)思路，就是提供一個(gè)可調(diào)電抗以抵消和高次模相對應(yīng)產(chǎn)生的電抗。
2. 磁激勵
將同軸線的內(nèi)導(dǎo)體延伸一小段后彎成環(huán)形，將其端部焊接在外導(dǎo)體上，然后插入波導(dǎo)中所需激勵模式的磁場最強(qiáng)處，并使小環(huán)法線平行于磁力線，由于這種激勵類似于磁偶極子輻射，故稱為磁激勵。同樣的，該激勵類似于GIS設(shè)備內(nèi)的金屬微粒缺陷產(chǎn)生的。由于這種禍合環(huán)不容易和波導(dǎo)緊耦合，且匹配困難，頻帶也較窄，所以其最大耦合到的功率也比針缺陷要小。3. 電流激勵
還有一種激勵是在波導(dǎo)之間的激勵往往采用小孔耦合，即在兩個(gè)波導(dǎo)的公共壁上開孔或縫，使一部分能量輻射到另一波導(dǎo)去，以此建立所要的傳輸模式，由于波導(dǎo)開口處的輻射類似于電流元的輻射，故稱為電流激勵。這種在GIS設(shè)備中很少有，且不方便實(shí)際的應(yīng)用。當(dāng)然，在GIS設(shè)備中，因多種缺陷的存在，可能會同時(shí)存在多種電磁波激勵方式，盡管產(chǎn)生的模型不一樣，但傳輸和耦合的機(jī)理卻是相同的。因此，這就為后續(xù)工作外置天線傳感器的研制打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。并為超高頻檢測GIS設(shè)備邁出了重要的一步。
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