Dalga kılavuzu, dalga enerjisinin belirli bir doğrultuda ilerlemesini sağlayan yapıdır. Terim elektromanyetik dalgalar için yaygın biçimde kullanılsa da ses gibi mekanik dalgalar da kanallar veya başka yapılar boyunca kılavuzlanabilir. Yapının geometrisi ve malzemesi, dalganın hangi biçimlerde ilerleyebileceğini etkiler. [1][2]
Elektromanyetik dalga kılavuzları
Mikrodalga sistemlerinde yaygın bir örnek, içi boş metal borudur. Kılavuzdaki elektromanyetik alan, Maxwell denklemleri ve sınır koşullarının izin verdiği kipler (modlar) üzerinden incelenir. Dikdörtgen metal kılavuzlarda TE ve TM kipleri kullanılır; bunlar elektrik veya manyetik alanın ilerleme doğrultusundaki bileşenine göre adlandırılır. Kılavuz boyutları her kipin kesim frekansını belirler: Kesimin altında ilgili kip kılavuz boyunca yayılan bir dalga olarak ilerleyemez; üstünde ilerleyebilir. Dikdörtgen kılavuzlarda TE10 kipi çoğu uygulamada baskın kip olarak kullanılır. [1][3]
Işığın yönlendirilmesi için dielektrik kılavuzlar da vardır. Optik fiber, iç çekirdeği ve çevresindeki kaplamasıyla ışığı kılavuzlayan bu yapıların yaygın bir örneğidir; optik sistemlerde düzlemsel kılavuzlar da kullanılır. Fiber ve metal boru aynı fiziksel yapıya sahip değildir: ilki dielektrik malzemelerle, ikincisi iletken sınırlarla elektromanyetik enerjiyi yönlendirir. [4]
Akustik kılavuzlar ve uygulamalar
Ses dalgaları da boru, kanal veya benzeri sınırlandırılmış ortamlarda kılavuzlanabilir. Bu ortamlarda kipler ve yayılım özellikleri geometriye ve sesin ilerlediği ortama bağlıdır. [2] Elektromanyetik kılavuzlar radar ve mikrodalga sistemlerinde, fiberler ise optik iletişimde kullanılır. Uygun tasarımda frekans, kayıplar, boyutlar ve istenmeyen kiplerin oluşması dikkate alınır. [1][4]