Waveguide in hindi (वेवगाइड हिंदी में)

Waveguide in hindi (वेवगाइड हिंदी में)

Waveguide in hindi: सामान्य तौर पर, वेवगाइड शब्द उन structures पर लागू होता हैं, जोकि एक ही कंडक्टर से मिलकर बनी होती है। the single-conductor structures, two-conductor structures की तरह TEM Modes को sapport नहीं करती हैं। एक वेवगाइड सिर्फ एक खोखली धातु की नली होती है जो आकार में आयताकार या गोलाकार हो सकती है और इसका उपयोग माइक्रोवेव को निर्देशित करने के लिए किया जाता है। वेवगाइड का निर्माण पीतल, तांबा, या एल्यूमीनियम से किया जाता है। वेवगाइड की आंतरिक सतह को आमतौर पर सोने या चांदी के साथ लेपित किया जाता है।

वेवगाइड का उपयोग मुख्य रूप से माइक्रोवेव और ऑप्टिकल आवृत्ति रेंज (Frequency Range) में किया जाता है, जबकि ट्रांसमिशन लाइनें कम आवृत्तियों पर उपयोग की जाती हैं। वेवगाइड के आकर का चुनाव उसमे उपयोग होने वाली frequency band और transfer की जाने वाली power की मात्रा के आधार पर होता है। ट्रांसमिशन लाइनों की अक्षमता का कारण skin effect और dielectric losses है। वेवगाइड्स में, विद्युत चुम्बकीय (EM) तरंगों को bounded medium में propagate किया जाता है, इस कारण से विकिरण (radiation) के कारण किसी भी प्रकार की power का नुकसान नहीं होता हैं । चूंकि वेवगाइड आमतौर पर हवा से भरे होते हैं, इसलिए dielectric loss लगभग ना के बराबर होता हैं । हालांकि, कुछ power skin effect के कारण वेवगाइड की दीवारों में गर्मी के रूप में खो जाती है। दीवारों में यह नुकसान नगण्य है।

EM तरंगों को एक वेवगाइड के भीतर कई मोड में प्रसारित किया जा सकता है, अर्थात्, ट्रांसवर्स इलेक्ट्रिक (TE) और ट्रांसवर्स मैग्नेटिक (TM) मोड में। TE तरंग में केवल विद्युत क्षेत्र होता है जो कि प्रसार की दिशा में अनुप्रस्थ (transverse) होता है, अर्थात अनुदैर्ध्य घटकों (longitudinal components), Ez = 0 और Hz ≠ 0। TM तरंग में केवल चुंबकीय क्षेत्र अनुप्रस्थ प्लेन (transverse plane) में होता है, यानी प्रसार (propagation) की दिशा में, Hz = 0, और Ez ≠ 0।

ये मोड दिए गए वेवगाइड के मैक्सवेल के समीकरण के समाधान पर निर्भर हैं। प्रत्येक मोड में एक विशेष कट-ऑफ आवृत्ति होती है, और यह कट-ऑफ आवृत्ति वेवगाइड्स के भौतिक आयामों (physical dimensions) पर निर्भर होती है। कट-ऑफ आवृत्ति के नीचे, वेवगाइड सिग्नल प्रेषित नहीं करता है। Dominant mode सबसे कम कट-ऑफ आवृत्ति वाले मोड है। आगे के वर्गों में, विभिन्न प्रकार के मोड और उनके संबंधित कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी को विभिन्न प्रकार के वेवगाइड के लिए समझाया गया है।

 

Types of Waveguide (वेवगाइड के प्रकार)

Waveguide (वेवगाइड) का आकार दिए गए वेवगाइड की कार्यक्षमता को तय करता है। वेवगाइड का क्रॉस-सेक्शन (cross-section) किसी भी आकार का हो सकता है। हालांकि, चूंकि अनियमित आकार का विश्लेषण करना मुश्किल है, इसलिए उनका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। तीन सबसे अधिक इस्तेमाल किया आकार इस प्रकार हैं

  1. Rectangular waveguides: Rectangular waveguides  TE और TM मोड दोनों को support करता हैं । इस वेवगाइड में TE मोड में विद्युत क्षेत्र  propagation की दिशा से लम्बत (transverse) होता है । TM मोड में चुंबकीय क्षेत्र  propagation की दिशा से लम्बत (transverse) होता है।
  2. Circular waveguides: सर्कुलर वेवगाइड्स में तरंगों को उनके आकर में मोड़ा जाता हैं, और इन्हे राडार में घूमने वाले एंटेना के साथ लगाया जाता हैं।
  3. Elliptical waveguides: इलिप्टिकल वेवगाइड्स को अक्सर लचीले वेवगाइड्स के रूप में पसंद किया जाता है। जब भी वेवगाइड सेक्शन को झुकाने, स्ट्रेचिंग या ट्विस्ट करने जैसे कार्य की आवश्यकता पड़ती हैं, तब इन वेवगाइड का उपयोग किया जाता हैं।
Types of Waveguide (वेवगाइड के प्रकार)
Types of Waveguide (वेवगाइड के प्रकार)

Rectangular waveguides

एक वेवगाइड जो एक आयताकार क्रॉस-सेक्शन (rectangular cross-section) का एक खोखला धात्विक ट्यूब (hollow metallic tube) होता है, उसे आयताकार या रेक्टेंगुलर वेवगाइड के रूप में जाना जाता है। EM फ़ील्ड्स को सीमित किया जा सकता है, इसलिए, इसमें EM तरंगों को दीवारों द्वारा reflect करा कर गाइड या निर्देशित किया जाता  है। आमतौर पर आयताकार वेवगाइड के मानक आकार (standard size) के अनुसार इसकी मोटाई (breadth)  “a” (x दिशा के साथ) इसकी ऊंचाई (height) “b” (y दिशा के साथ) से लगभग दोगुनी होती हैं । मोटाई “a” कभी भी एक-आधा तरंग दैर्ध्य (one-half wavelength) से कम नहीं हो सकती है।
Rectangular waveguides
Rectangular waveguides

यह देखा जा सकता है, क्योंकि गाइड दो-चौथाई तरंग दैर्ध्य स्टब्स से बना है जो एक छोटी दूरी से अलग होता है। कोई भी आवृत्ति जो “ए” आयाम को आधे से कम तरंग दैर्ध्य बनाती है, वेवगाइड के नीचे ऊर्जा के प्रसार को अनुमति नहीं देती है।

आयताकार वेवगाइड की कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी

किसी वेवगाइड में wave का attenuation कट-ऑफ आवृत्ति के नीचे होता है जो ऑपरेटिंग frequency होती है और wave का propagation कट-ऑफ आवृत्ति के ऊपर होता है। वह सबसे कम आवृत्ति (frequency) जिस पर एक मोड  wave या तरंग का प्रोपगतिओं होता हैं, उसे उस विद्युत चुम्बकीय वेवगाइड  की कट-ऑफ आवृत्ति कहते है। एक वेवगाइड के भौतिक आयाम (physical dimensions) प्रत्येक मोड के लिए कट-ऑफ आवृत्ति निर्धारित करते हैं।

Dominant Mode

एक वेवगाइड में Dominant Mode वह मोड होता है जिसमें सबसे कम कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी (या उच्चतम कट-ऑफ वेवलेंथ) होती है।

Degenerate Modes

Degenerate Modes को एक ही कट-ऑफ आवृत्ति वाले दो मोड के रूप में परिभाषित किया गया है। TEmn और TMmn मोड्स को आयताकार वेवगाइड के लिए degenerate modes कहा जाता है, जब इन मोडों के अनुरूप m और n दोनों मान समान होते हैं।

 

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