導波管の遮断周波数とその形状について

質問

Wikiを見ると導波管（矩形・円形）の遮断周波数の項目で「導波管の遮断周波数とは、モードが伝播する最低周波数を意味する」とあり、導くための方程式が提示されています。

(1)形状がメガホンのようなホーンアンテナの場合、矩形・円形を問わず開口部の一番広い部分のサイズで計算すればよいのでしょうか？因みに単なる導波管とホーンアンテナの相違点や注意点を教えて下さい。

(2)作成目的の導波管形状が必要上どうしても五角形や六角形といった多角形の形状をとる場合、遮断周波数の計算はどうすれば宜しいでしょうか？つないで実物を実測するしか方法が無いのでしょうか？計算で周波数が出せないと大変困るのですが・・・。（特にこの件で非常に困っております）

(3)「導波管の遮断周波数とは、モードが伝播する最低周波数を意味する。従って、遮断周波数より低い周波数は伝播せず、減衰する」とWikiに記載がありました。
・仮に遮断周波数が100 MHzの導波管に100 GHzの発振器をつないで発信した場合、100 GHzで送信はされるが利得が悪いということよろしいでしょうか？
・また逆に遮断周波数が100 MHzの導波管を受信アンテナで用いる場合、100 MHz以上の周波数なら利得は落ちるが100 MHz以下の周波数よりも受信しやすいという理解でよろしいでしょうか？

以上宜しくお願いいたします。

回答No.2

45yama

追伸です。

(2)　正多面体の場合は、先ほどの回答で良いと思いますが、
　いびつな場合は、給電部の面に接する内円で計算すれば
　良いでしょう。

回答No.1

45yama

(1)　アンテナの場合、給電部の径にて遮断周波数を、計算すべきでしょう。

(2)　多角形なら最狭少部に接する内径で、計算するのが良いかと思う。

(3)　アンテナ部分の性能（利得）と、導波管の性能（伝播損失）は、
　分けて考えるべきかと思います。
　　遮断周波数より、３桁も高い電波を給電した場合は、自由空間損失に
　近い特性が現れるように、思います。
　　電波伝搬経路を求める時に、フレネルゾーンを求める事があります。
　１００ＭＨｚの導波管の内径が、１００ＧＨｚのフレネルゾーンの
　直径より大きければ、自由空間損失と等価になるでしょう。
　　ぜひ、計算してみて下さい。

　一般的に、導波管の利用周波数帯は、マイクロ波帯以上です。
４ＧＨｚ以上の周波数で利用します。伝送電力がＫｗオーダーの
場合には、ＵＨＦ帯でも使う事は、考えられますけど。
　共有される周波数帯は、せいぜい２倍程度となります。
たとえば、４ＧＨｚ帯・６ＧＨｚ帯を共用するということです。

お礼

よく判りました。ありがとうございます。