截止波導(dǎo)管的概念與應(yīng)用

金屬管對于電磁波，具有高頻容易通過、低頻衰減較大的特性。這與電路中的高通濾波器十分相象。與濾波器類似，波導(dǎo)管的頻率特性也可以用截止頻率來描述，低于截止頻率的電磁波不能通過波導(dǎo)管，高于截止頻率的電磁波可以通過波導(dǎo)管。

利用這個特性，可以達(dá)到屏蔽電磁波，同時實現(xiàn)一定實體連通的目的。方法是，將波導(dǎo)管的截止頻率設(shè)計成遠(yuǎn)高于要屏蔽的電磁波的頻率，使要屏蔽的電磁波在通過波 導(dǎo)管時產(chǎn)生很大的衰減。由于這種應(yīng)用中主要是利用波導(dǎo)管的頻率截止區(qū)，因此稱為截止波導(dǎo)管。截止波導(dǎo)管的概念是屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本概念之一。

常用的波導(dǎo)管有矩形、圓形、六角形等，它們的截止頻率如下：

矩形波導(dǎo)管的截止頻率： fc = 15 ´ 109 / l 式中：l是矩形截止波導(dǎo)管的開口最大尺寸，單位是cm ， fc的單位Hz。

圓形波導(dǎo)管的截止頻率：

fc = 17.6 ´ 109 / d 式中：d是圓形截止波導(dǎo)管的內(nèi)直徑，單位是cm， fc的單位Hz 。

六角形波導(dǎo)管的截止頻率：

fc = 15 ´ 10 9 / W 式中：W是六角形截止波導(dǎo)管的開口最大尺寸，單位是cm， fc的單位Hz 。

截止波導(dǎo)管的吸收損耗：落在截止頻率區(qū)內(nèi)的電磁波穿過波導(dǎo)管時，會發(fā)生衰減，這種衰減稱為截止波導(dǎo)管的吸收損耗。截止波導(dǎo)管的吸收損耗計算公式如下：A =1.8 ´ fc ´ t ´ 10-9 ( 1 - ( f / fc ) 2 )1/2 (dB)

式中：t是截止波導(dǎo)管的長度，單位cm。F 是所關(guān)心信號的頻率（Hz），fc 是截止波導(dǎo)的截止頻率（Hz）。

如果所關(guān)心的頻率 f 遠(yuǎn)低于波導(dǎo)管的截止頻率 ( f fc/5 ) ，則公式化簡為：

A =1.8 ´ fc ´ L ´ 10-9 (dB)

將不同形狀的截止波導(dǎo)管的截止頻率 fc 的計算公式代入，得到：

圓形截止波導(dǎo)管： A = 32 t /d (dB)

矩形（六角形）截止波導(dǎo)管： A = 27 t / l (dB)

從公式中可以看出，當(dāng)干擾的頻率遠(yuǎn)低于波導(dǎo)管的截止頻率時，若波導(dǎo)管的長度增加一個截面最大尺寸，則損耗增加將近30分貝。

截止波導(dǎo)管的總屏蔽效能：截止波導(dǎo)管的屏蔽效能由吸收損耗部分加上前面所討論的孔洞的屏蔽效能（反射損耗）兩部分構(gòu)成。

當(dāng)在屏蔽體上需要開孔，而孔洞的存在又會導(dǎo)致其電磁屏蔽效能不能滿足屏蔽要求時，就可以考慮使用截止波導(dǎo)管，利用截止波導(dǎo)管的深度提供的額外的損耗增加屏蔽效能。