Hohlleiter

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Ein Hohlleiter ist ein System auf dem sich physikalische Wellen auf eine bestimmte Weise ausbreiten können. lassen sich Elektromagnetische Wellen in Metallrohren Lichtwellen in Glasfasern oder Schallwellen durch Rohrleitungen leiten.

Physikalische Veranschaulichung:

Wird eine Welle an einer Begrenzung dann entsteht eine stehende Welle . Stellt man eine weitere parallele Begrenzungsfläche wird die Welle solange hin und hergeworfen sie durch Dämpfung verklungen ist. Da die Reflexion stets im Knoten der stehenden Welle muss funktioniert dieser Effekt nur wenn der zwischen den Begrenzungen ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge ist.

Betrachten wir nun ein langes Rohr quadratischem Querschnitt in welchem eine Welle auf kurzen Stück zwischen rechter und linker Wand und her reflektiert wird. Wird nun eine mit kleinerer Frequenz verwendet passen die (etwas größeren) Wellenlängen zwischen die Rohrwände indem man sie "Zick-Zack" Rohr-Richtung anordnet. Genau auf diese Weise können die Wellen ausbreiten.

Ausbreitungs-Modi:

Die beschriebene Art der Ausbreitung kann erfolgen daß genau ein Wellenbauch (1/2 Wellenlänge) zwei Reflexionsstellen passt oder 2 3 usw. verschiedenen Ausbreitungs-Modi bezeichnet man mit den Zahlen 1 2 3 etc. entsprechend den Vielfachen der Wellenlänge.
Bei Rohrleitungen gesellen sich aber zu horizontalen Reflexionen noch die vertikalen zwischen Ober- Unterseite des Rohrs wo unabhängig wiederum verschiedene auftreten. Deshalb ist zur Beschreibung eines Modes rechteckigen Hohlleiter jeweils die Angabe von 2 notwendig: z.B. (2 3)-Mode .

Vergleichbare Modi gibt es auch in Hohlleitern bzw. im zweidimensionalen Fall breiten sich Wellen auf einer Leiterplatte zwischen 2 Kupferbahnen

Ein kurzer vorne und hinten geschlossener ist ein Hohlraumresonator .

Hohlleiter in der Praxis:

Im alltäglichen Leben begegnen wir folgenden

Blasinstrumente wie Flöten Orgelpfeifen Trompeten etc.
Leitungen in der Elektronik von Sateliten-Schüsseln Sende-Anlagen etc.
Glasfaser-Leitungen in der Datenübertragung

Bücher zum Thema Hohlleiter

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