GIS設備中有較強的(de)電磁波存在,如何在導波結構中產生(shēng)電磁波?這就(jiù)涉及到波導的激勵問題。而另一方麵,要從波導中提取微波(bō)信(xìn)息,即波導的禍合就本質(zhì)而言是電磁波的輻射和接收(shōu),是微波(bō)源向波導內有限空間的輻射(shè)或在波導的有限(xiàn)空間內接收(shōu)微波信息。由於輻射和(hé)接收是互易的,因此激勵(lì)與禍合具有相同的場結構,所以隻介紹波導的激勵。嚴格地(dì)用數學方法來分析波導的激勵問題比較困難,這裏僅定性地對這一問題(tí)作以說明。激勵波導的方式通常有三種:電(diàn)激勵、磁激勵和電流激勵(lì)分述如下:
1. 電激勵
在同軸導體內(nèi)有小段導體,沿電(diàn)場方向插入矩形波導(dǎo)內,構(gòu)成探針(zhēn)激勵,它是一種類似於電偶極子的輻(fú)射,故稱為電激勵。這就是(shì)通常類似於GIS導體(tǐ)內針缺陷式的模型構成的電激(jī)勵。在(zài)針缺陷附近,由於電(diàn)場強(qiáng)度會有(yǒu)Ez分量,電磁場分布與TE10模有所不同,而(ér)必然有高次模被激發。但當(dāng)波導尺寸隻允許主模傳輸時,激發起的高次模隨著針的長(zhǎng)短和位置的遠離而快速衰減,因此,高次模不容易在波導內傳播,為了提高其(qí)耦合效率,可在(zài)針位置兩邊波(bō)導(dǎo)與同軸線(xiàn)的阻(zǔ)抗應匹配,為此在波(bō)導一端(duān)接上一(yī)個短路活塞(sāi),這也為接收天線的製作時提高接受(shòu)到的最(zuì)大功率(lǜ)提供了一個思路,就是提供一個可調電抗以抵消(xiāo)和高次模相對應產生(shēng)的電抗。
2. 磁激勵
將同(tóng)軸線的內導體延伸一小段(duàn)後彎成(chéng)環形(xíng),將其端部焊接在(zài)外導體(tǐ)上,然後插入波(bō)導中所需激勵模式的磁場最強處,並(bìng)使小環法線平(píng)行於磁力線,由於這種激勵類似於磁偶極子輻射,故稱為磁激勵。同(tóng)樣的,該激勵類似(sì)於GIS設備內(nèi)的(de)金(jīn)屬微粒缺(quē)陷產生的。由於這種禍合環不容易和波導緊耦合,且(qiě)匹配困難,頻帶(dài)也較窄,所以其最大(dà)耦合到的功率也比(bǐ)針缺陷(xiàn)要小。3. 電(diàn)流激勵
還有一種激(jī)勵是(shì)在波導之間的激勵往往采用小孔耦合,即在兩個波導的公共壁上開孔或縫,使一部分能量(liàng)輻射到另一波導去,以此建立所要的傳輸模式,由於波導開口處的輻射類似於電流元的(de)輻射,故(gù)稱為電(diàn)流激勵。這種在(zài)GIS設備(bèi)中很少有,且不方便實際的應用。當然(rán),在GIS設備中,因多種缺陷的存在,可能會同時存在多種電磁波激勵方式,盡(jìn)管產生的模型不一樣,但傳輸和耦合的機(jī)理(lǐ)卻是相同的。因此,這就為後續工作外置天線傳(chuán)感(gǎn)器的研製打(dǎ)下(xià)了(le)堅實的理論基礎。並(bìng)為超高頻檢測GIS設備邁出了重要的一步。