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Guides d’ondes circulaires et elliptiques

Figure 1 : Section d'un guide d'ondes elliptique et flexible (Flexwell)

Figure 1 : Section d'un guide d'ondes elliptique et flexible (Flexwell)

Aujourd'hui, les guides d'ondes à section transversale rectangulaire sont surtout utilisés pour les longueurs d'onde dans la gamme UHF quand une grande longueur de tube est nécessaire. Pour les fréquences plus élevées, ils sont seulement utilisés pour de courtes liaisons car les guides d'ondes circulaires sont préférables, mais les caractéristiques de ceux-ci sont plus difficiles à calculer directement, en particulier les longueurs d'ondes de coupure.

Une règle du pouce veut qu’un guide d'ondes elliptique ait presque deux fois les dimensions d’un guide rectangulaire électriquement équivalent. Il est plus simple de traiter d’un guide d'ondes elliptique comportant deux axes a et b et d’extrapoler mathématiquement pour un guide circulaire où a = b.

L'avantage principal d'un guide d'onde elliptique souple, c'est que de très grandes longueurs peuvent être transportées en rouleaux ou en bobines ce qui est beaucoup moins encombrant qu’un guide d’ondes rectangulaire rigide. Le guide d'ondes elliptique peut aussi avoir un plus petit rayon de courbure qu’un guide d'onde purement circulaire.

Figure 2 : Champ électrique dans un guide d'ondes elliptique.

Figure 2 : Champ électrique dans un guide d'ondes elliptique.

Les longueurs d'onde de coupure pour les différents modes de propagation dans un guide d'ondes elliptique peuvent être représentées par les valeurs nulles du champ magnétique (H) d'une fonction de Mathieu modifiée (dérivée première) et de ses coefficients différentiels, cosinus elliptique de HCm,n, et sinus elliptique HSm,n. Référence générale des ondes Hmn : « m » indique le nombre de maxima d'intensité du champ sur le côté large de l’ellipse et « n » le côté étroit. Par conséquent, H21 présente deux maxima dans l'intensité de champ du côté étroit et large. L'onde fondamentale d'un guide d'ondes circulaire est HC11

Pour en savoir plus : M. Schneider, J. Marquardt: Mode Matching Method for the Calculation of Steps between Rectangular and Elliptical Waveguides
Archiv für Elektronik und Übertragungstechnik (AEÜ), Vol. 50 (1996), Nr. 6, pp. 375-383