ВЪЛНОВОДИ

Вълноводът е специална форма на преносна линия, състояща се от куха метална тръба. Стената на тръбата осигурява разпределена индуктивност, докато празното пространство между стените на тръбите осигурява разпределен капацитет: Фиг

Wave водачите провеждат микровълнова енергия при по-ниска загуба от коаксиалните кабели.

Вълноводните устройства са практични само за сигнали с изключително висока честота, при които дължината на вълната се доближава до размерите на напречното сечение на вълновия водач. Под тези честоти, вълноводите са безполезни като електрически предавателни линии.

Когато функционират като предавателни линии, вълноводите са значително по-прости от двупроводните кабели - особено коаксиалните кабели - при тяхното производство и поддръжка. Само с един проводник (вълноводната "черупка"), няма опасения за правилното отстояние между проводник и проводник или за консистенцията на диелектричния материал, тъй като единственият диелектрик във вълновия водач е въздухът. Влагата не е толкова сериозен проблем за вълноводите, колкото и в коаксиалните кабели, така че вълноводите често са пощадени от необходимостта от пълнене на газ.

Водните водачи могат да бъдат смятани за проводници за електромагнитна енергия, като самият вълновод действа като нищо повече от "директор" на енергията, а не като сигнален диригент в нормалния смисъл на думата. В известен смисъл всички предавателни линии функционират като тръбопроводи на електромагнитна енергия, когато транспортират импулси или високочестотни вълни, насочвайки вълните, докато бреговете на реката насочват приливна вълна. Въпреки това, тъй като вълноводните елементи са еднопроводни елементи, разпространението на електрическа енергия надолу по един вълновод е с много по-различна природа от разпространението на електрическата енергия по двупроводна предавателна линия.

Всички електромагнитни вълни се състоят от електрически и магнитни полета, разпространяващи се в една и съща посока на движение, но перпендикулярни един на друг. По дължината на нормална предавателна линия електрическото и магнитното поле са перпендикулярни (напречни) спрямо посоката на движение на вълната. Това е известно като основен режим или режим TEM (Трансреналин Е и М агнин). Този начин на разпространение на вълните може да съществува само там, където има два проводника, и това е доминиращият режим на разпространение на вълните, където размерите на напречното сечение на предавателната линия са малки в сравнение с дължината на вълната на сигнала. (Figurebelow)

Разпространение на двойна оловна предавателна линия: режим TEM.

При честотите на микровълновия сигнал (между 100 MHz и 300 GHz), двупроводни линии за пренос на всяка съществена дължина, работещи в стандартен режим ТЕМ стават непрактични. Линии, които са достатъчно малки в напречното сечение, за да поддържат разпространението на сигнала на режима на ТЕМ за микровълнови сигнали, обикновено имат ниско напрежение и страдат от големи загуби на паразитни мощности, дължащи се на "кожата" на диригента и диелектричните ефекти. За щастие, обаче, при тези къси дължини на вълните съществуват и други начини на разпространение, които не са "загубени", ако се използва по-скоро проводима тръба, отколкото два паралелни проводника. При тези високи честоти, вълноводите стават практични.

Когато една електромагнитна вълна се разпространява надолу по една куха тръба, само едно от полетата - електрическо или магнитно - действително ще бъде напречно на посоката на движение на вълната. Другото поле ще "се завърти" надлъжно към посоката на движение, но все пак ще бъде перпендикулярно на другото поле. Което поле остава напречно на посоката на движение определя дали вълната се разпространява в режима TE (Transverse E lectric) или TM ( T ransverse M agnetic) режим. (Figurebelow)

Вълноводни (TE) напречни електрически и (т) напречни магнитни режими.

Много варианти на всеки режим съществуват за даден вълновод, а пълното обсъждане на това е обект далеч извън обхвата на тази книга.

Сигналите обикновено се въвеждат и извличат от вълноводи чрез малки антени-подобни прикачни устройства, вмъкнати във вълноводното устройство. Понякога тези свързващи елементи са под формата на дипол, който не е нищо повече от два отворени жила с подходяща дължина. Друга причина е, че съединителят е единичен щифт (половин дипол, по принцип подобен на "камшична" антена, 1 / 4λ във физическа дължина) или къса контур от тел, завършващ върху вътрешната повърхност на вълноводството: )

Сгъваем и примка свързване към вълновод.

В някои случаи, като например клас вакуумни тръбни устройства, наречени индуктивни изходни тръби (така наречената тръба на клистрон, попада в тази категория), "кухина", образувана от проводим материал, може да прехване електромагнитната енергия от модулирания лъч от електрони, контакт със самия сноп: (фигура долу)

Klystron индуктивна изходна тръба.

Точно както предавателните линии могат да функционират като резонансни елементи във верига, особено когато са прекъснати от късо съединение или от отворена верига, вълноводът с мъртво края може да резонира и при определени честоти. Когато се използва като такъв, устройството се нарича кухинен резонатор . Индуктивните изходни тръби използват тороидни кухини резонатори, за да увеличат ефективността на трансфер на мощността между електронен лъч и изходния кабел.

Резонансната честота на кухината може да се промени, като се променят нейните физически размери. За тази цел кухини с подвижни плочи, винтове и други механични елементи за настройка се произвеждат, за да осигурят грубо регулиране на честотата на резонанса.

Ако резонансната кухина е отворена в единия край, тя функционира като еднопосочна антена. Следната снимка показва домашно направен вълновод, оформен от калай, който се използва като антена за 2, 4 GHz сигнал в компютърна комуникационна мрежа "802.11b". Съединителният елемент е четвърт вълнообразен елемент: нищо повече от парче твърда медна тел с дължина около 1-1 / 4 инча, простираща се от центъра на коаксиален кабелен конектор, проникващ върху страната на кутията: (Фигура долу)

Can-tenna илюстрира куплуването на вълна.

Няколко други антени с калай могат да се видят във фонов режим, като един от тях може да бъде картофен чип "Pringles". Макар че тази кутия е от картон (хартиена) конструкция, нейната метална вътрешна облицовка осигурява необходимата проводимост, за да функционира като вълновод. Някои от контейнерите във фонов режим все още имат пластмасовите капаци на място. Пластмасовата, която не е индуктивна, не пречи на RF сигнала, но функционира като физическа бариера за предотвратяване на навлизането на вълноводни дъждове, сняг, прах и други физически замърсители. "Реалните" вълноводни антени използват подобни бариери за физическо затваряне на тръбата, но позволяват електромагнитната енергия да премине безпрепятствено.

• ПРЕГЛЕД:
• Вълнообразувателите са метални тръби, функциониращи като "тръби" за пренос на електромагнитни вълни. Те са практични само за сигнали с изключително висока честота, при които дължината на вълната на сигнала се доближава до размерите на напречното сечение на вълновия водач.
• Разпространението на вълните чрез вълновод може да се класифицира в две широки категории: TE (Transverse Electric) или TM (Transverse Magnetic), в зависимост от това кое поле (електрическо или магнитно) е перпендикулярно (напречно) спрямо посоката на движение на вълната. Движението на вълната по стандартна двупроводна трансмисия е в режим TEM (напречен електрически и магнитен), при което и двете полета са ориентирани перпендикулярно на посоката на движение. Режимът TEM е възможно само с два проводника и не може да съществува във вълновод.
• Един вълновод с мъртво края, служещ като резонансен елемент в микровълнова верига, се нарича кухинен резонатор .
• Резонатор на кухина с отворен край функционира като едностранна антена, изпращащ или получаващ радиочестотна енергия в / от посоката на отворения край.

Вълновóдът е изкуствен или естествен направляващ канал, по който може да се разпространяват електромагнитни или акустични вълни. В този случай потокът от мощност, пренасян от вълната, се концентрира вътре в този канал или в областта на пространството, непосредствено съседна на канала.

В тесния смисъл на думата вълновод се нарича преносна линия с формата на метална тръба или диелектрично стебло, по дължината на които се разпространяват електромагнитни вълни. Те се наричат съответно метални и диелектрични вълноводи. Може да имат различни форми и размери. Делят се на две основни групи: правоъгълни и цилиндрични. Вторите могат да бъдат с кръгло или елиптично напречно сечение. Формата и размерите на напречното сечение определят разпределената индуктивност и разпределения капацитет. ^[1]

Най-често терминът „вълновод“ се отнася до метални тръби, предназначени да предават енергията на електромагнитните вълни в диапазона на СВЧ и КВЧ. Такъв вълновод е преносна линия с една или повече проводими повърхности, с напречно сечение под формата на затворена проводима верига, покриваща областта на разпространение на електромагнитна енергия. ^[2].

Разпространението на вълната по дължината на вълновода става чрез многократно отражение от стените му и интерференция на отразените вълни. ^[3]

Вълноводите могат да се използват за предаване на електромагнитни вълни от дециметровия до оптичния обхват с различни загуби на енергия. Най-голямо приложение намират в диапазона на свръхвисоките честоти, затова са основен вид преносни линии за сантиметрови вълни. ^[1]

Графично изображение на напрегнатостта на магнитното поле на разпространяваща се електромагнитна вълна тип Н₃₁ вътре в правоъгълен метален вълновод.

Първата конструкция за предаване на вълни е предложена от английския физик Джоузеф Джон Томпсън през 1893 г., а първи е проверил експериментално нейния принцип английския физик и изобретател Оливър Лодж през 1894 г. Първият математически анализ на хода на електромагнитните вълни в метален цилиндър е извършен от британския физик и механик лорд Релей през 1897 г. ^[4]. В процеса на задълбочено проучване на звукови вълни (повърхностни акустични вълни) лорд Релей публикува пълен математически анализ на принципа на тяхното разпространение в своето фундаментално изследване „Теория на звука“ ^[5].

По-късно, през 20-те години на ХХ век, започва изследването на диелектрични вълноводи (включително оптични влакна). Няколко учени, сред които най-известните са британският физик и механик лорд Релей, немският теоретичен физик и математик Арнолд Зомерфелд, както и холандският физик Петер Дебай ^[6]. Фундаменталните изследвания довеждат до факта, че през 60-те години стъкло влакната започват да привлича специално внимание поради възникващите възможности за използването им за предаване на данни и връзка.

Видове

Според материала

Метални (екранирани)

• без запълнения
• частично запълнени с диелектрик

Екранираният вълновод има добре отразяващи стени за разпространението на вълната в него, така че вълновият поток от мощност е концентриран във вълновода. По правило такива вълноводи са направени под формата на кухи тръби или запълнени със среда със специално подбрани параметри. Напречното сечение на тези тръби има формата на правоъгълник, кръг, елипса, което е свързано с по-голяма структурна простота, въпреки че се използват и вълноводи за други цели с други форми на напречно сечение. За да не се отразява вълната в обратна посока, вълноводът се изработва еднороден: формата и размерите на напречното сечение, както и физическите свойства на материалите, трябва да бъдат постоянни по дължината на вълновода. Тъй като вълната се отразява от стените на екранирания вълновод, в напречна посока се появява стояща вълна с определен състав на типовете колебания (модовете).

За предаване на електромагнитни вълни се използват метални тръби, кухи или напълнени с диелектрик. Терминът радиочестотен вълновод (на английски radiofrequency guide, обозначаване RG) подчертава предназначението и разликата от проводниците за пренос на постоянен ток и ток с промишлена честота, както и от нискочестотни комуникационни кабели. Метални вълноводи и твърди коаксиални линии с прорези в екрана служат за изграждане на вълноводно-процепни и коаксиално-процепни антени.

Екранираните вълноводи също включват акустични вълноводи, това са тръби с доста твърди стени, например метални или пластмасови. В такива вълноводи акустичните вибрации се разпространяват в газа, изпълващ вълновода, обикновено във въздуха. Преди са се използвали широко на кораби и други плавателни съдове под името „разговорни тръби“.

Почти всички видове вълноводи могат да се считат за разновидности на дълги предавателни линии, тоест такива, чиято дължина значително надвишава дължината на разпространяващата се в тях вълна.

Диелектрични (не екранирани)[редактиране | редактиране на кода]

При открити (не екранирани) вълноводи локализацията на полето обикновено се причинява от явлението пълно вътрешно отражение от границата между две среди (в диелектрични радиовълноводи и оптични влакна) или от области с плавно променящи се средни параметри (например атмосферен вълновод, подводен звуков канал, градиентно оптично влакно). Полето е локализирано главно вътре в специално проектирания за този участък напречен разрез на вълновода и бързо намалява извън тази област. Поради това вълната се канализира във вълновода. Отворените плоски оптични вълноводи в интегрално изпълнение се използват за изграждане на различни интегрирани оптоелектронни устройства.

Акустичните отворени вълноводи служат като основа за устройства, базирани на повърхностни акустични вълни; в такива вълноводи, ултразвукова вълна се разпространява по границата между две среди с различни акустични свойства.

Правоъгълен кух вълновод

Според формата и напречното сечение

• правоъгълни
• П-образни
• Н-образни
• цилиндрични
• кръгли
• елиптични

Според честотния диапазон

• радиовълноводи – стандартните радиовълноводи се използват за честоти от 320 MHz до 330 GHz (от 93,75 cm до 0,909 mm)

Частни случаи на радиовълноводи са атмосферните вълноводи:
1) тропосферeн вълновод – квази хоризонтален слой в тропосферата, разположен на малка височина над земната (водната) повърхност, в който радиовълните с достатъчно висока честота могат да се разпространяват като в диелектричен вълновод (тоест като в предавателна линия) с много малко затихване;
2) йоносферeн вълновод – квази хоризонтален слой от атмосферата, разположен на височина от земята до най-долния йоносферeн слой D, в който дългите радиовълни могат да се разпространяват като в диелектричен вълновод (тоест като в предавателна линия) на много големи разстояния чрез многократно отражение от земята и йоносферата;

• световоди: оптични влакна, интегрални оптични вълноводи.

Анализ на процесите във вълноводите

Анализ на процесите в предавателните линии се извършва чрез решаване на електро динамична задача. За вълноводите това става посредством решаване на основните уравнения на електродинамиката – уравненията на Максуел. Решенията представляват математически изрази за напрегнатостите на електрическото и магнитно поле Е и Н. За целта се използват тримерни координатни системи:

• В правоъгълния вълновод – правоъгълна координатна система Oxyz. Оста х е по широката страна, оста y е по тясната страна, а оста z – по дължината на вълновода. Равнината на широката стена xOz, в която са разположени магнитнити силови линии, се нарича Н-равнина. Равнината на тясната стена уOz, в която са разположени електричните силови линии, се нарича Е-равнина. Равнината на напречното сечение хOу, която е перпендикулярна на посоката на разпространение по надлъжната ос z, определена от вектора на Пойнтинг, се нарича напречна равнина или равнина на Пойнтинг. Векторите на електрическото и магнитното полета Е и Н се разлагат на 3 съставни: Е_х, Е_у, Е_z, Н_х, Н_у и Н_z. Те се описват с тригонометрични функции.
• В цилиндричния вълновод – цилиндрична координатна система Orφz. Равнината на напречното сечение rOφ, която е перпендикулярна на посоката на разпространение по надлъжната ос z, определена от вектора на Пойнтинг, се нарича напречна равнина или равнина на Пойнтинг. Всяка точка от напречното сечение се определя от радиус-вектора r, изразяващ разстоянието до нея от координатното начало О в центъра на сечението и от ъгловата координата φ. Всяка точка от надлъжно сечение през произволен ъгъл φ се определя от радиус-вектора r, изразяващ разстоянието до нея от оста на цилиндъра z и надлъжната координата z от координатното начало О на цилиндъра. Векторите на електрическото и магнитното полета Е и Н се разлагат на 3 съставни: Е_r, Е_φ, Е_z, Н_r, Н_φ и Н_z. Те се описват с Беселови функции.

Типове вълни във вълноводите

Типовете вълни се наричат модове. Определят се от структурата на полето.

• Напречни електрични вълни или магнитни вълни. Наричат се ТЕ-вълни или Н-вълни. Електричното им поле има само напречни съставни Е_х и Е_у (в напречната равнина спрямо посоката на разпространение) и няма надлъжна съставна Е_z (по посоката на разпространение). Магнитното им поле има надлъжна съставна Н_z.
• Напречни магнитни вълни или електрични вълни. Наричат се ТН-вълни или Е-вълни. Магнитното им поле има само напречни съставни Н_х и Н_у (в напречната равнина спрямо посоката на разпространение) и няма надлъжна съставна Н_z (по посоката на разпространение). Електричното им поле има надлъжна съставна Е_z. ^[1]

В металните вълноводи могат да се разпространяват Н-вълни и Е-вълни. Напречна електромагнитна вълна (ТЕМ-вълна), т.е. такава, която едновременно няма надлъжни съставни и на електричното, и на магнитното поле, не съществува. Тя може да се разпространява в двупроводните линии.

В диелектричните вълноводи освен посочените, могат да се разпространяват и вълни, които съдържат и шестте компоненти на полето: Е_х, Е_у, Е_z, Н_х, Н_у и Н_z.

Всеки мод се означава с буква Е или Н и 2 индекса: Е_mn или Н_mn. Индексите m и n означават броя на полувълните на полето в определени направления от напречното сечение на вълновода:

• В правоъгълния вълновод m е броят на полувълните на полето, които се нанасят по широката страна, а n – по тясната страна на напречното сечение на вълновода. Например, Н₁₀ означава магнитна вълна с 1 полувълна на полето по широката стена а и 0 полувълни (постоянна стойност) по тясната стена b на вълновода.
• В цилиндричния вълновод m е броят на полувълните на полето, които се нанасят по периферията (обиколката с дължина 2πR), а n – по радиуса R на вълновода. Например, E₀₁ означава електрична вълна с 0 полувълни (постоянна стойност) на полето по периферията на вълновода и 1 полувълна по радиуса а на вълновода.

Структура и разпределение на полето за вълни тип Н₁₀, Н₂₀ и Н₃₀ в правоъгълен вълновод

• 

Силови линии на електричното поле (в червено) и на магнитното поле (в зелено) на основния мод H₁₀ в правоъгълен вълновод.

• 

Силови линии на електричното поле (в червено) и на магнитното поле (в зелено) на основния мод (H₁₁) в кръгъл вълновод.

В кръглия цилиндричен вълновод вълните с индекс m=0, т.е. Е₀₁ и Н₀₁ не се изменят по ъгловата координата и, следователно, притежават осева симетрия. Поради това те са пригодни за използване във въртящи се съединения. ^[1]

Дължината на вълната (честотата), при която константата на разпространение става равна на нула, се нарича критична дължина на вълната λ_кр (критична честота f_кр). Това е най-дългата вълна (най-ниската честота), която може да се разпространява във вълновода. Критичната дължина на вълната нараства при увеличаване на размерите на напречното сечение на вълновода. За всеки тип вълна се определя по различна формула.

Този тип вълна, който има най-голяма критична дължина на вълната, се нарича основен тип вълна. За металния правоъгълен вълновод това е Н₁₀, а за кръглия цилиндричен – Н₁₁. Останалите се наричат висши типове вълни (модове). Обикновено работният мод е един и това е основният мод, но в някои случаи може да са и повече, най-често два или три. Наличието на останалите, неработни модове е нежелателно, защото води до загуби на енергия. Неразпространението им се осигурява чрез подбор на определено съотношение между дължината на вълната (честотата) и напречните размери на вълновода или чрез филтри.

В правоъгълния вълновод критичните дължини λ_кр за вълните Е_mn и Н_mn с еднаква двойка индекси m и n съвпадат. В кръглия вълновод колебанията Е и Н с еднаква двойка индекси m и n имат различни λ_кр. ^[1]

Параметри

Константата на разпространение зависи от честотата (дължината на вълната):

Теоретично във вълновода могат да се разпространяват вълни с дължина под критичната (честота над критичната) λ < λ_кр (f > f_кр). Работният диапазон се определя от условието за разпространение на необходимия тип вълна.

При зададени размери на вълновода, за да се разпространява само основния мод, дължината на вълната трябва да бъде в границите:

• за правоъгълния вълновод (Н₁₀) – a < λ < 2a, където а е вътрешният размер на широката стена;
• за кръглия вълновод (Н₁₁) – 2,613R < λ < 3,413R, където R е вътрешният радиус на цилиндъра.

Когато се налага да се разпространява само някой от висшите модове, се избира дължина на вълната λ < λ_кр за този мод и λ > λ_кр за следващия висш мод с по-малка λ_кр. За неразпространение на по-нисшите модове (с по-голяма λ_кр) се поставят модови режекторни филтри.

Коефициент на дисперсия

Дължина на вълната във вълновода

Поради дисперсията дължината на вълната във вълновода е по-голяма от тази в свободното пространство λ_в > λ:

Фазова и групова скорост

Фазова скорост е скоростта на изменение на фазата на полето:

Групова скорост е скоростта на разпространение на енергията на полето:

Вълново съпротивление

За Н-вълни

За Е-вълни

За основните типове вълни в различни вълноводи стойността на вълновото съпротивление е около 500 Ω.

Мощности

• Мощност, пренасяна от типа вълна. Пропорционална е на напречното сечение на вълновода.
• Пределна мощност – мощността, при която във вълновода настъпва електрически пробив. Това става при пределна напрегнатост на полето, която има най-голяма стойност за въздух – E_пр=30 kV/cm. При твърд диелектрик намалява с увеличаване на относителната диелектрична проницаемост ε'. Затова пределната мощност е най-голяма при кух вълновод, запълнен с въздух. Трябва обаче да се отчита, че пределна напрегнатост на полето във въздуха намалява с намаляване на атмосферното налягане. Това е важно при работа на вълновода в техника на въздушни и космически обекти - с увеличаване на височината нараства вероятността за електрически пробив. За целта вълноводната линия е херметизирана и в нея се поддържа повишено налягане с компресор.
• Допустима работна мощност – избира се от 3 до 5 пъти по-малка от пределната.

Предимства

• малки загуби – нямат вътрешен проводник и допълнителна изолация.
• няма смущения и допълнително излъчване на енергия.
• предават се вълни с по-голяма мощност.
• ниски загуби от скин-ефекта. ^[3]
• вероятността за електрически пробив е по-малка от тази при двупроводните линии поради отсъствието на втори проводник. Пробив може да настъпи между стените на вълновода ако напрегнатостта на полето в него достигне и надвиши пределната си стойност за съответната среда на разпространение. Тя е най-голяма за въздух – E_пр = 30 kV/cm. За останалите диелектрици намалява пропорционално на корен квадратен от тяхната относителна диелектрична проницаемост ε'. ^[1]

Вълноводите се изработват с размери, определени от международни стандарти. По принцип (но не винаги) стандартните вълноводи са проектирани така:

• честотните ленти на съседните по размери вълноводи частично се припокриват в краищата си;
• долната граница на лентата е приблизително 30 % по-висока от критичната честота на вълновода;
• горната граница на лентата е приблизително 5 % по-ниска от критичната честота на следващия мод от по-висок ред;
• размерите на широката и тясна страна на правоъгълните вълноводи са в отношение a : b = 2 ÷ 2,3.

Първото условие осигурява използването на алтернативен вълновод в краищата на честотната лента. Второто условие ограничава дисперсията – явление, при което скоростта на разпространение е функция на честотата. Също така ограничава загубите на единица дължина (коефициента на затихване α. Третото условие не позволява разпространението на висши типове вълни. Четвъртото условие осигурява двойна честотна лента λ_max ≈ 2λ_min. При кръглите вълноводи най-високата възможна ширина на честотната лента, позволяваща да се разпространява само един тип вълна (мод), е само 1,3601 : 1.

Таблица на стандартните правоъгълни вълноводи

По-долу е дадена таблицата на стандартните правоъгълни вълноводи. В името на вълновода WR означава правоъгълен вълновод, а числото е вътрешният размер a на широката страна на вълновода в стотни от инча (0,01 инча = 0,254 mm), закръглена до най-близката стотна от инча.

Стандартни размери на правоъгълен вълновод
Име на вълновода			Име на честотния диапазон	Препоръчителна работна честотна лента (GHz)	Критична честота на основния мод (GHz)	Критична честота на следващия мод (GHz)	Вътрешни размери на отвора на вълновода a х b
EIA	RCSC ^*	IEC					(inch)	(mm)
WR2300	WG0.0	R3		0.32 — 0.45	0.257	0.513	23.000 × 11.500	584.20 × 292.10
WR2100	WG0	R4		0.35 — 0.50	0.281	0.562	21.000 × 10.500	533.40 × 266.7
WR1800	WG1	R5		0.45 — 0.63	0.328	0.656	18.000 × 9.000	457.20 × 228.6
WR1500	WG2	R6		0.50 — 0.75	0.393	0.787	15.000 × 7.500	381.00 × 190.5
WR1150	WG3	R8		0.63 — 0.97	0.513	1.026	11.500 × 5.750	202.10 × 146.5
WR975	WG4	R9	UHF/L	0.75 — 1.15	0.605	1.211	9.750 × 4.875	247.7 × 123.8
WR770	WG5	R12		0.97 — 1.45	0.766	1.533	7.700 × 3.850	195,6 × 97.79
WR650	WG6	R14	L (чaст)	1.15 — 1.72	0.908	1.816	6.500 × 3.250	165.1 × 82.55
WR510	WG7	R18	LA	1.45 — 2.20	1.157	2.314	5.100 × 2.550	129.5 × 64.77
WR430	WG8	R22		1.72 — 2.60	1.372	2.745	4.300 × 2.150	109.2 × 54.61
WR340	WG9A	R26	LS	2.20 — 3.30	1.736	3.471	3.400 × 1.700	86.36 × 43.18
WR284	WG10	R32	S (чaст)	2.60 — 3.95	2.078	4.156	2.840 × 1.340 ^†	72.14 × 34,94
WR229	WG11A	R40	A	3.30 — 4.90	2.577	5.154	2.290 × 1.145	58.17 × 29.08
WR187	WG12	R48	G	3.95 — 5.85	3.153	6.305	1.872 × 0.872 ^†	47.55 × 22.2
WR159	WG13	R58	C	4.90 — 7.05	3.712	7.423	1.590 × 0.795	40.38 × 20.2
WR137	WG14	R70	J	5.85 — 8.20	4.301	8.603	1.372 × 0.622 ^†	34.90 × 15.8
WR112	WG15	R84	H	7.05 — 10.00	5.260	10.520	1.122 × 0.497 ^†	28.50 × 12.6
WR90	WG16	R100	X	8.20 — 12.40	6.557	13.114	0.900 × 0.400 ^†	22.9 × 10.2
WR75	WG17	R120	M	10.00 — 15.00	7.869	15.737	0.750 × 0.375	19.1 × 9.53
WR62	WG18	R140	P (Ku)	12.40 — 18.00	9.488	18.976	0.622 × 0.311	15.8 × 7.90
WR51	WG19	R180	N	15.00 — 22.00	11.572	23.143	0.510 × 0.255	13.0 × 6.48
WR42	WG20	R220	K	18.00 — 26.50	14.051	28.102	0.420 × 0.170 ^†	10.7 × 4.32
WR34	WG21	R260	—	22.00 — 33.00	17.357	34.715	0.340 × 0.170	8.64 × 4.32
WR28	WG22	R320	R (Ka)	26.50 — 40.00	21.077	42.154	0.280 × 0.140	7.11 × 3.56
WR22	WG23	R400	Q	33.00 — 50.00	26.346	52.692	0.224 × 0.112	5.68 × 2.84
WR19	WG24	R500	U	40.00 — 60.00	31.391	62.782	0.188 × 0.094	4.78 × 2.39
WR15	WG25	R620	V	50.00 — 75.00	39.875	79.750	0.148 × 0.074	3.76 × 1.88
WR12	WG26	R740	E	60.00 — 90.00	48.373	96.746	0.122 × 0.061	3.10 × 1.55
WR10	WG27	R900	W	75.00 — 110.00	59.015	118.030	0.100 × 0.050	2.54 × 1.27
WR8	WG28	R1200	F	90.00 — 140.00	73.768	147.536	0.080 × 0.040	2.03 × 1,02
WR6, WR7, WR6,5	WG29	R1400	D	110.00 — 170.00	90.791	181.583	0.0650 × 0.0325	1.65 × 0.826
WR5	WG30	R1800		140.00 — 220.00	115.714	231.429	0.0510 × 0.0255	1.30 × 0.648
WR4	WG31	R2200		172.00 — 260.00	137.243	274.485	0.0430 × 0.0215	1.09 × 0.546
WR3	WG32	R2600		220.00 — 330.00	173.571	347.143	0.0340 × 0.0170	0.864 × 0.432

^* RCSC – Комитет по стандартизация на радио компонентите (Radio Components Standardization Committee)

^† По исторически причини външните, а не вътрешните размери на тези вълноводи са в отношение 2:1 /с дебелина на стената WG6 – WG10: 0,08" (2,0 mm), WG11A – WG15: 0,064" (1,6 mm), WG16 – WG17: 0,05" (1,3 мм), WG18 – WG28: 1,04" (1,0 мм)/

За честотите в таблицата по-горе, основното предимство на вълноводите над коаксиалните линии е, че вълноводите поддържат разпространението с по-ниски загуби. За по-ниските честоти размерите на вълновода стават непрактически големи, а за по-високите честоти размерите стават непрактически малки (производственият толеранс става значителна част от размера на вълновода).

Особености при изработването

• Задължително е вътрешната повърхност да бъде от метал с голяма проводимост, за да има малка дълбочина на проникване на повърхностния ток. Най-често се правят от бронз, възможно е и от мед или алуминий. За увеличаване на проводимостта и намаляване на загубите вътрешната повърхност може да се покрие със сребро, което допълнително оскъпява крайния продукт.
• Вътрешната повърхност трябва да е гладка. Не бива да има неравности, по-големи от 0,8 до 3,2 микрона в зависимост от дължината на вълната. В противен случай се появяват смущения от възникването на висши типове вълни (модове). Затова се лакира.
• Критичната дължина на вълната λ_кр определя ограничения на напречните размери на вълновода, изработван или избиран за определена дължина на вълната λ:
• При правоъгълния вълновод, за да се разпространява само основният тип вълна Н₁₀, вътрешният размер на широката стена трябва да бъде в границите λ/2 < a < λ, а на тясната – b < λ/2.
• При кръглия вълновод, за да се разпространява само основният тип вълна Н₁₁, вътрешният радиус на цилиндъра трябва да бъде в границите λ/3,413 < а < λ/2,613. ^[1]