Qu'est-ce qu'un guide d'onde?

Un guide d'onde est un objet qui dirige le flux de tout type d'onde.Certains des types les plus élémentaires comprennent des fils ou des tuyaux creux qui peuvent guider les ondes sonores.Souvent, les guides d'ondes sont utilisés pour transférer des ondes électromagnétiques entre les emplacements, à l'aide d'un tube creux en métal électriquement conducteur.Les guides d'ondes sont couramment utilisés pour transférer des signaux de puissance ou de communication.Chaque type d'onde nécessite un type de guide différent.

Le type de vague qui est guidé dicte la géométrie des guides d'ondes.La largeur des guides doit, dans la plupart des cas, être du même ordre de grandeur que la longueur des vagues qu'il guidera.Cela signifie qu'une fibre optique qui guide les ondes lumineuses à haute fréquence ne sera pas efficace pour guider les ondes sonores basse fréquence.D'autres facteurs, comme la perte de signal ou de puissance est acceptable, aident également à déterminer le meilleur guide d'onde pour une tâche spécifique.

Les ondes électromagnétiques dans l'espace rayonnent normalement dans toutes les directions de leur point d'origine.Cela fait perdre la puissance du rayonnement proportionnellement au carré de sa distance de ce point d'origine.Un guide d'onde permet au rayonnement de se propager dans une seule dimension dans des circonstances idéales, l'empêchant de perdre le pouvoir à mesure qu'il se propage.

Les guides d'ondes fonctionnent en reflétant l'onde des murs du guide.Idéalement, les vagues se propageront dans un motif en zigzag dans le guide d'onde.Cela signifie qu'un guide d'ondes fonctionne souvent le mieux lorsqu'il a une section transversale circulaire ou carrée.

Il existe de nombreux types de guides d'ondes, des fibres optiques qui permettent la transmission des données via des ondes légères à la fréquence sonore et à la gamme (Sofar) Channel, une couche d'eau dans l'océan qui agit comme un guide d'onde naturel pour la chanson baleine.Les systèmes radar utilisent des guides d'ondes vers des ondes radio à une antenne afin qu'elles puissent être transmises à l'impédance appropriée.Les instruments scientifiques utilisent également des guides d'ondes pour mesurer les propriétés acoustiques et optiques de divers objets.

Les guides d'ondes sont utilisés depuis des siècles, bien avant que quiconque ne comprenne comment ils fonctionnaient.Le premier guide d'onde conçu pour les ondes sonores a été proposé par J.J.Thomson, physicien britannique, en 1893, et testé par un autre physicien, O.J.Lodge, l'année suivante.Les travaux se sont poursuivis à la fin du 19e et au début du 20e siècle, les scientifiques étudiant l'utilisation de fibres optiques comme guides d'ondes pour la lumière visible dans les années 1920.