حاسبة تردد القطع للموجي الدائري (الوضع TE11)

حاسبة تردد القطع للموجي الدائري أداة مصممة لحساب أقل تردد قطع لنمط TE11 في الأدلة الموجية الدائرية. هذه المعلمة أساسية لتحديد عرض النطاق الترددي التشغيلي لأنظمة الأدلة الموجية في الاتصالات السلكية واللاسلكية، والرادار، وتطبيقات الترددات الراديوية المختلفة.

الخلفية التاريخية

ينبع مفهوم تردد قطع الدليل الموجي من المبادئ الأساسية الكهرومغناطيسية وانتشار الموجات. إنه يمثل الحد الأدنى للتردد الذي يمكن أن ينتشر فيه الوضع عبر دليل موجي بدون تضاؤل. كانت دراسة واستخدام الأدلة الموجية محورية في تطوير هندسة الموجات الصغرية والمجالات ذات الصلة.

صيغة الحساب

يُعطى تردد القطع (f_c) لنمط TE11 في دليل موجي دائري بواسطة:

\[ f_c = \frac{1.8412 \times c}{2 \pi a} \]

حيث:

• c هي سرعة الضوء في الفراغ (3 × 10^8 م/ث)،
• a هو نصف قطر المقطع العرضي الدائري للدليل الموجي بالأمتار،
• 1.8412 هو الجذر الأول لمشتقة دالة بيسل من النوع الأول، المقابلة لنمط TE11.

مثال على الحساب

معطى:

• نصف القطر (a) = 0.0135 متر

يتم حساب تردد القطع (f_c) على النحو التالي:

\[ f_c = \frac{1.8412 \times 3 \times 10^8}{2 \pi \times 0.0135} \div 10^9 = 6.5 \text{ GHz} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

يعتبر حساب تردد القطع أمراً بالغ الأهمية لتصميم مكونات الأدلة الموجية، وضمان كفاءة نقل الإشارة، وتجنب تدهور الإشارة. يتم استخدامه على نطاق واسع في تصميم وتحليل خطوط نقل الموجات الصغرية، والهوائيات، وأنظمة الرادار.

الأسئلة الشائعة

1. ما هو نمط TE11؟

   • TE11 هو النمط الكهربائي العرضي السائد في الأدلة الموجية الدائرية، ويتميز بتوزيع مجاله وأقل تردد قطع بين جميع الأنماط باستثناء النمط TEM، والذي لا يدعمه الأدلة الموجية المجوفة.

2. لماذا تردد القطع مهم؟

   • إنه يحدد الحد الأدنى للتردد لتشغيل الدليل الموجي. لا يمكن أن تنتشر الترددات التي تقل عن تردد القطع، مما يجعل هذا الحساب ضروريًا لتصميم الأدلة الموجية وتحليلها.

3. كيف يؤثر نصف قطر الدليل الموجي على تردد القطع؟

   • تردد القطع يتناسب عكسياً مع نصف قطر الدليل الموجي. الأدلة الموجية الأكبر لها ترددات قطع أقل، مما يسمح لها بالعمل على ترددات أقل.

هذه الآلة الحاسبة تبسط عملية تحديد تردد القطع للأدلة الموجية الدائرية في نمط TE11، مما يساعد في تصميم وتحليل أنظمة الموجات الصغرية والترددات الراديوية.