Волновод, устройство, канал а неоднородной среде, вдоль к-рых могут распространяться волны—акустические (в акустич. В.), эл.-магн. (в радиоаолноводах, световодах), сейсмические и т. д. Акустич. В. обычно представляет собой трубы со эвукоотражающими стенками. Радиоволноводы — полые или частично заполненные диэлектрикомметаллич. трубы либо стержни из днэлектрика (диэлектрич. радиоволноводы). Чаще всего радиоволноводы используются как линии лередачи; отрезки радиоволноводов служат резонаторами электронных приборов. По сравнению с двухпроводными линиями передачи радиоволноводы позволяют передавать ббльшую мощность с меньшими потерями. Полые радиоволноводы используют в диапазоне длин волн 0,2—30 см. Преимуществ, распространение получили прямоугольные радиоволноводы. Круглые радиоволноводы используют а линиях передачи повыш. мощности или в линиях с вращающимися волноводными сочленениями. В тех случаях, когда необходимо уменьшить размеры поперечного сечения В. и расширить его рабочую полосу частот, применяют П-, Н- или коконо-образные радиоволноводы. Для создания эл.-магн. поля с круговой поляризацией (напр., в антенных решетках) используют крестообразные радиоволноводы. Металлич. радиоволноводы, частично заполненные диэлектриком (преим. прямоугольные и круглые), применяются в диапазоне миллиметровых волн в основном для передачи сигналов повыш. мощности, диэлектрич. радиоволноводы — в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн для передачи сигналов мвлой мощности.
Характерная особенность В. — возможность существования в них дискретного набора бегущих гармонич. волн, наз. нормальными волнами (синонимы — собственные волны, типы волн, моды), каждая из к-рых распространяется со своей фазовой скоростью и групповой скоростью. Каждой нормальной волне соответствует своя зависимость волнового числа к от частоты ш (дисперсионная характеристика), свое распределение поля сечении В., в для В. без потерь — также область частот ыо<Сь)<1оо, наз. полосой пропускания, в к-рой волна распространяется без затухания (коэф. затухания ап=0). Вне полосы пропускания волны затухают (а„>0), при этом говорят, что В. становится запредельным. Величина шц наз. частотой отсечки; частот! шн , при к-рой действит. часть волнового числв равна нулю, наз. критической. Для полых радиоволноводов u>n—ы • для неэкранир. радиоволноводов, частично заполненных диэлектриком, ш0 не обязательно совпадает с !>„_. Внеш. источники, квк правило, возбуждают в В. совокупность нормальных яолн, часть к-рых затухает при удалении от источника. Эти типы волн образуют т. н. ближнее поле. Обычно для работы используют область частот, а к-рой существует лишь один тип волны.
Дисперсионные характеристики полых радиоволноводов описываются соотношением к(ш)— -Jta*—wKp/c , где с — скорость света. При to>u>Mp к — чисто действительная яели~ чина (волне распространяется без затухания), причем фазовая скорость v ч>/к превышает скорость света с, в групповая скорость vr=d<i)/dfc удовлетворяет соотношению vvr= 1. При io<Cci)Kp к —in — чисто мнимая величина (волна затухает).
Нормальные волны в полых радиоволноводах делятся на две группы: ЕП)Г-волны, для к-рых составляющая поля Ht=0; Нтп-волны, для к-рых Е,=0 [индексы т и л указывают число полуволн (вариаций поля), укладывающихся соответственно вдоль широкой и узкой стенок в случае прямоугольного радиоволновода или по периметру сечения и его радиусу в случае круглого радиоволновода]. Нтп-вол-ны обычно служат для передачи сигналов, Ет„-волны — в тех случаях, когда отрезки В. используются в качестве резонаторов. Структура поля для раэл. типов волн в прямоугольных и круглых радиоволноводах приведена на рис. 3 и 4.
Затухание волн в радиоволноводах возможно квк иэ-эа потерь в стенках, так и вследствие звпредельности. Из-за потерь в стенках волна затухает на любых частотах; с ростом частоты коэф. затухания сначала падает, т. к. при низких частотах В. является запредельным, а затем растёт для всех типов волн (кроме Ноп а круглом В.) из-зв рост в потерь в стенках (рис. 5). Поэтому для передачи энергии в диапазоне миллиметровых волн часто используют круглые В. нв волне Ноп.
Металлич. радиоволноводы с тонким диэлектрич. слоем обладают след. св-вами: 1) если размеры а поперечного сечения таких В. велики по сравнению с длиной волны [а=(5—15) к], то а них может распространяться большое количество нормальных волн, при этом коэф. затухания лишь одной из них остаётся малым; этот тип волны имеет замедления коэффициент п, близкий к 1, и волна практически не проникает в глубь диэлектрике; структура поля этой волны близка к структуре поля в луче, распространяющемся в свободном пространстве; 2) остальные типы волн проникают в глубь диэлектрика, имеют отличные от нуля компоненты поля у поверхности металлич. стенок и испытывают поглощение из-за конечной проводимости стенок.
Волновод