Брановод

Брановод — состав што води бранови како што се електромагнетните бранови или звучните бранови. Оригиналното и најопшто ^[1] значење е шуплива проводна метална цевка што се користи за пренос на високи честоти — радиобранови, особено микробранови.

Пресек на флексибилен брановод со фланша

Електричното поле во шуплив метален брановод.

Геометријата на брановодот ја одразува неговата функција. Плочестите брановоди ја ограничуваат енергијата да патува само во една димензија, каналските брановоди во две димензии. Честотата на пренесениот бран исто така е диктирана од обликот на брановодот. Основно правило е дека ширината на брановодот треба да биде од ист ред на големина како брановата должина на пренесениот бран.

Принцип на работа

Пример на брановоди и диплексери во радар за контрола на воздушниот сообраќај

Во отворен простор ширењето на брановите во сите насоки е сферично. Моќта на бранот опаѓа со растојанието R од изворот - обратнопропорционално од квадратот на растојанието. Брановодот го ограничува бранот да се шири во една димензија, така што во идеални услови бранот не ја губи својата моќ при пропагирањето. Генерално, проводниците кои се користат во брановодите имаат мала дебелина на обвивката и следствено голема површинска отпорност. Како резултат на вкупната рефлексија на ѕидовите, брановите се ограничени во внатрешноста на брановодот. Патувањето во брановодот може приближно да се опише како „цик-цак“ меѓу ѕидовите. Овој опис е точен за електромагнетните бранови во шуплива метална цевка со правоаголен или кружен напречен пресек.

Историја

Првиот брановод бил предложен од Џозеф Џон Томсон во 1893 година, а првите експериментални тестови се направени од Оливер Лоџ во 1894 година. Првата математичка анализа на електромагнетните бранови во метален цилиндар била изведена од Џон Страт во 1897 година.^[2] За звучните бранови, Страт објавил целосна математичка анализа на моделот на пропагација во неговиот труд „Теорија на звукот“.^[3]

Употреба

Употребата на брановодите за пренос на сигнали била позната пред да биде осмислен поимот. Појавата на пренесување на звучни бранови преку затегната жица бил познат долго време, исто како и пренесувањето на звукот преку шуплива цевка како што е медицинскиот стетоскоп.