矩形導波管サイズは全帯域、遮断とモード、電力、全経路の損失、機械接続の五条件で選びます。一つの遮断周波数だけでは実際の部品構成を保証できません。内部寸法と図面、各部品の仕様を合わせて確認します。
1．必要な周波数範囲を決める
最低・最高周波数、信号帯域と許容反射を指定します。WR-90の一般的な帯域は8.2～12.4 GHzです。18 GHzをそのまま推奨単一モード帯域の上端とする説明は適切ではありません。
直管、曲がり、窓、変換器と回転継手は保証帯域が異なる場合があります。同じサイズでつながることと同じRF特性を持つことは別です。
2．遮断と上位モードを調べる
理想的な空気充填矩形でfc,mn = (c/2)√[(m/a)² + (n/b)²]です。aとbは内部寸法です。通常a > bならTE10が基本で、fc = c/(2a)となります。
TEでは両添字を同時に0にできず、TMでは両方が正です。WR-90の22.86 × 10.16 mmではTE10が約6.56 GHz、TE20が13.11 GHz、TE01が14.75 GHzで遮断となります。
遮断からの余裕を全品一律25～30%と決めるのでなく、損失、分散と部品仕様を確認します。上位モードが存在可能でも、実際の励振量は構造と不連続に依存します。
3．平均とピーク電力を分ける
平均電力は発熱、ピークは局所電界や放電条件に関係します。パルス幅、繰り返し、温度、圧力と負荷反射を明記します。
WR-112の内幅約28.50 mmでは空気中TE10の遮断が約5.26 GHzです。通常の同断面を2.45 GHzの伝搬路として選び、1.5 MWという一律値を付けることはできません。
窓、接合や変換器が直管より先に制約となる場合があります。材料名や断面積だけでは許容電力は決まりません。
4．全経路の損失を予算化する
同じ周波数と条件で長さ、曲がり、フランジ、可撓部と変換器を比較します。WR-62という名前だけで0.1 dB/mが固定されるわけではありません。
反射が小さければdB加算が初期見積もりに使えます。反射や位相が重要な場合は接続したネットワークのSパラメータを評価します。伝送の減少すべてがその直管の発熱ではありません。
5．内部寸法とフランジを照合する
WR番号は一般に内幅をインチの百分の一で表す体系に関係しますが、最終値は図面で確認します。a = 2bは全サイズで成立せず、WR-90の高さは10.16 mmです。
例えばWR-650の代表的な内部寸法は165.10 × 82.55 mmで、TE10遮断の計算値は約0.908 GHzです。これだけではフランジ外径や部品の保証帯域は分かりません。
肉厚は強度、加工、圧力と温度を含めて決めます。表皮深さだけで選んだり、外寸を内幅として計算したりしないでください。
同じWRにも複数のフランジがあります。穴、ピン、開口位置、接触面とシールを相手側と照合します。UGやIECという名前だけで完全互換と判断しません。
発注と受入れの資料
| 区分 | 必要情報 |
|---|---|
| RF | 帯域、モードと反射・損失。 |
| 運用 | 電力、パルスと環境。 |
| 経路 | 長さ、曲がりと動き。 |
| 機械 | フランジと取付図。 |
| 検査 | 寸法、RFと必要な追加試験。 |
計算式、断面表とDolphのフランジ情報を照合し、実際の製品仕様で確定してください。
