அலைக்கடத்தி

அலைக்கடத்தி என்பது பொதுவாக ஒலியலைகள், மின்காந்த அலைகள், ஒளியலைகள் போன்றவற்றை அதிகம் சிதைவில்லாமல், ஆற்றல் சிதறல் இல்லாமல் ஒரு திசையிலோ இருதிசைகளிலோ செலுத்தவல்ல அமைப்பு ஆகும். இப்படியான அலைகளைக் கடத்தும் அமைப்பு இல்லாமல் இருந்தால் அலைகள் முத்திரட்சியான (முப்பரிமாண) வெளியில் பரவும்பொழுது அலையின் வலு அல்லது வீச்சு தலைகீழ் இருமடி விதிப்படி விரைவாக ஆற்றலும் அலையின் வீச்சும் குறையும்.

ஒவ்வொரு வகையான அலைக்கும் ஏற்றபடி பல்வேறு அலைக்கடத்திகள் உள்ளன. முதலின் தோன்றியதும் பரவலாக அறிந்ததும் ஆகிய அலைக்கடத்திகள்^[1] வானொலி மின்காந்த அலைகளையும் குறிப்பாக நுண்ணலைகளையும் (மைக்குரோவேவ்) கடத்தவல்ல மாழையால் (உலோகத்தால்) ஆன, பெரும்பாலும் செவ்வக குறுக்குவெட்டு வடிவம் கொண்ட குழாய் போன்றவைகளே ஆகும்.

அலைக்கடத்தியின் வடிவ அமைப்பு அதன் செயற்பாட்டைப் பொருத்ததாகும். தட்டை அலைக்கடத்திகள் ()Slab waveguides) ஆற்றலை ஒற்றைத் திரட்சியில் (பரிமாணமம்) இடுக்கி வைத்திருப்பவை. நார் அல்லது குழாய் போன்றவை இருதிரட்சி வெளியில் அலைகளை செலுத்தவல்லன. அலைகளின் அதிர்வெண்ணைப் பொருத்து அலைக்கடத்தியின் வடிவம் அமையும். அதிக அதிர்வெண்ணைக்கொண்ட ஒளியைக் கடத்தும் ஒளிநார்கள் ஒளியைவிட மிகவும்குறைந்த அதிர்வெண்கள் கொண்ட நுண்ணலைகளை (மைக்குரோவேவ்) கடத்தா.

அலைக்கடத்தியின் இயக்கக் கோட்பாடுகள்

அலைக்கடத்தியின் ஓர் எடுத்துக்காட்டு; இது வானூர்திகளின் போக்குவரத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் ரேடாரில் உள்ள இருபாதை மாற்றி (diplexer)

அலைகள் திறந்த வெளியில் எல்லாத் திசைகளிலும் பரவும். இவ்வலைகளை உருண்டையில் மேற்பரப்பு போன்ற வளைந்த அலைவடிவங்களாக பரவும். இந்த அலைகளின் ஆற்றல் செல்லும் திறன் பரவப்பரவ குறையும். புறப்படும் இடத்தில் இருந்து R என்னும் தொலைவு சென்றவுடன் அதன் திறன் R² அளவு குறைந்துவிடும். இப்படி தலைகீழ் இருமடி விதிப்படி குறையும். ஆனால் அலைக்கடத்தியானது கருத்தளவில் ஆற்றல் திறன் குறையாமல் ஒருதிசையில் அலையைக் கடத்தக்கூடியது. அலைக்கடத்திக் குழாயின் உள்ளே அலைகள் குழாயின் மாழைச் சுவரில் பட்டு எதிர்ந்து (ஒளி எதிரொளிப்பதைப்போல எதிர்ந்து), ஆற்றல் இழக்காமல் முன்னே ஒரு திடையில் நகரவல்லது.

வரலாறு

பிற்காலத்தில் எதிர்மின்னியைக் கண்டுபிடித்த சே. சே. தாம்சன் (J. J. Thomson) என்பார் 1893 இல் அலைகளை ஒரு குழாய் போன்ற வடிவில் எதிரச்செய்து முன்னே ஒரு திசையில் நகரச்செய்ய முடியும் என்னும் கருத்தை முன்மொழிந்தார். 1894 இல் ஆலிவர் இலாட்சு (Oliver Lodge) என்பார் முதன்முதலாக செய்து காட்டினார். 1897 இல் முதன்முதலாக இலார்டு இராலே (Lord Rayleigh) என்பார் மாழையால ஆனல் உருளைக் குழாய் வழியாக மின்காந்த அலைகள் நகர்வதை கணித அலசல் செய்தார்^[2] ஒலி அலைகளுக்கு இலார்டு இராலே அலை நகர்மை நிலை அமைப்பு பற்றிய முழு கணித அலசலுடன் புதுமையான படைப்பொன்றைச் செய்தார். இதன் தலைப்பு “The Theory of Sound”.^[3] . செகதீசு சந்திரபோசு மில்லிமீட்டர் அலைநீளம் கொண்ட மின்காந்த அலைகளை அலைக்கடத்திகள் கொண்டு இந்தியாவில் கொல்கத்தாவில் ஆய்வுகள் நிகழ்த்தி அவற்றை இங்கிலாந்தில் இலண்டனில் உள்ள வேந்தியக் கழகம் (Royal Institution) என்னும் ஆய்வு மன்றத்தில் 1897 இல் நேரில் விளக்கிக் காட்டினார். researched millimetre wavelengths using waveguides, and in 1897 described to the Royal Institution in London his research carried out in Kolkata.^[4]

அடிக்குறிப்புகளும் மேற்கோள்களும்

↑ Institute of Electrical and Electronics Engineers, “The IEEE standard dictionary of electrical and electronics terms”; 6th ed. New York, N.Y., Institute of Electrical and Electronics Engineers, c1997. IEEE Std 100-1996. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 1-55937-833-6 [ed. Standards Coordinating Committee 10, Terms and Definitions; Jane Radatz, (chair)]
↑ N. W. McLachlan, Theory and Applications of Mathieu Functions, p. 8 (1947) (reprinted by Dover: New York, 1964).
↑ The Theory of Sound, by J. W. S. Rayleigh, (1894)
↑ Emerson, D. T. (1997). "The work of Jagadis Chandra Bose: 100 years of MM-wave research". IEEE Transactions on Microwave Theory and Research 45 (12): 2267–2273. doi:10.1109/MWSYM.1997.602853. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:9780986488511. Bibcode: 1997imsd.conf..553E. https://books.google.com/books?id=09Zsv97IH1MC&pg=PA88. reprinted in Igor Grigorov, Ed., Antentop, Vol. 2, No.3, pp. 87–96.

Han, C C; Hwang, Y, "Satellite antennas", in, Lo, Y T; Lee, SW, Antenna Handbook: Volume III Applications, chapter 21, Springer, 1993 பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0442015941.
Levy, R; Cohn, S B, "A History of microwave filter research, design, and development", IEEE Transactions: Microwave Theory and Techniques, pages 1055–1067, volume 32, issue 9, 1984.
Oliner, Arthur A, "The evolution of electromagnetic waveguides: from hollow metallic guides to microwave integrated circuits", chapter 16 in, Sarkar et al., History of Wireless, Wiley, 2006 பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0471783013.

வெளியிணைப்புகள்

Waveguide அலைக்கடத்தி என்றால் என்ன என்பதைப் பற்றிய எளிய அறிமுகம் (ஆங்கிலத்தில்)
Waveguide basics பல பக்கங்களில் விரிவான விளக்கம்ப் பாடங்கள்
Electromagnetic Waves and Antennas: Waveguides Sophocles J. Orfanidis, Department of Electrical and Computer Engineering, Rutgers University
Bound States in Twisting Tubes, J Goldstone, R.L. Jaffe, MIT Department of Physics

[IEEEdict1997-1] Institute of Electrical and Electronics Engineers, “The IEEE standard dictionary of electrical and electronics terms”; 6th ed. New York, N.Y., Institute of Electrical and Electronics Engineers, c1997. IEEE Std 100-1996. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 1-55937-833-6 [ed. Standards Coordinating Committee 10, Terms and Definitions; Jane Radatz, (chair)]

[2] N. W. McLachlan, Theory and Applications of Mathieu Functions, p. 8 (1947) (reprinted by Dover: New York, 1964).

[rayleigh-3] The Theory of Sound, by J. W. S. Rayleigh, (1894)

[emerson-4] Emerson, D. T. (1997). "The work of Jagadis Chandra Bose: 100 years of MM-wave research". IEEE Transactions on Microwave Theory and Research 45 (12): 2267–2273. doi:10.1109/MWSYM.1997.602853. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:9780986488511. Bibcode: 1997imsd.conf..553E. https://books.google.com/books?id=09Zsv97IH1MC&pg=PA88. reprinted in Igor Grigorov, Ed., Antentop, Vol. 2, No.3, pp. 87–96.

[1]

[2]

[3]

[4]