Le dimensioni di una guida d’onda rettangolare sono la larghezza interna a e l’altezza interna b, normalmente con a > b. La scelta richiede di verificare la banda utile, il taglio del modo TE10 e i modi superiori. Non usare le dimensioni esterne o quelle della flangia al posto della cavità interna.
Come leggere il numero WR
Nella designazione usuale WR, il numero rappresenta la larghezza interna nominale in centesimi di pollice. WR-90 corrisponde a 0,90 pollici, cioè 22,86 mm. L’altezza va letta nella tabella del formato: per WR-90 è 10,16 mm, non esattamente metà della larghezza.
Il numero WR non stabilisce materiale, spessore della parete, flangia, tenuta o potenza ammissibile. Non è nemmeno una frequenza espressa in GHz.
1. Definisci la banda e individua una dimensione candidata
A 10 GHz, WR-90 è un candidato comune: la banda pratica generalmente raccomandata è 8,2–12,4 GHz. Per un sistema a banda larga, verifica l’intero intervallo e tutti i componenti collegati, comprese transizioni, curve e finestre.
La condizione a > λ0/2 serve a superare il taglio di TE10, ma non basta per approvare un progetto. A 10 GHz la mezza lunghezza d’onda è circa 15 mm. I 22,86 mm del WR-90 sono la sua larghezza interna, non quel valore di mezza lunghezza d’onda.
2. Calcola taglio e modi superiori
Per una guida ideale riempita d’aria:
fc,mn = (c/2)√[(m/a)² + (n/b)²].
Per TE10 si riduce a fc = c/(2a). Inserisci le dimensioni in metri e c ≈ 299.792.458 m/s.
| Modo | Taglio approssimativo |
|---|---|
| TE10 | 6,56 GHz |
| TE20 | 13,11 GHz |
| TE01 | 14,75 GHz |
L’altezza determina parte dei modi superiori anche se non compare nel taglio di TE10. La banda raccomandata evita le zone problematiche vicine al taglio e alla propagazione multimodo. Non applicare una regola universale che sottragga il 25% al limite superiore dichiarato.
3. Verifica la lunghezza d’onda guidata e gli ingombri
Per f > fc, λg = λ0/√[1 − (fc/f)²]. A 10 GHz nel WR-90, λ0 ≈ 30,0 mm e λg ≈ 39,7 mm. Le sezioni di adattamento e le strutture distribuite richiedono la lunghezza elettrica appropriata.
Il risultato non fornisce automaticamente attenuazione o potenza sopportabile. Servono materiale, conducibilità, superficie, geometria delle discontinuità e condizioni di funzionamento. Una curva o una transizione possono limitare il sistema anche se la sezione dritta è corretta.
Errori comuni nel calcolo
- Inserire millimetri in formule che richiedono metri.
- Usare le quote esterne e includere involontariamente lo spessore delle pareti.
- Assumere a/b = 2 per qualsiasi formato.
- Confondere l’onda rettangolare nel tempo con una guida a sezione rettangolare.
- Applicare formule per aria a una struttura con riempimento dielettrico o ridge.
Dati per scegliere o ordinare una guida
Specifica banda, dimensioni interne, lunghezza, percorso, flange, materiale e trattamento superficiale. Aggiungi perdite, adattamento, condizioni di potenza continua e impulsiva, temperatura, pressione e necessità di tenuta. Le tolleranze devono essere coerenti con la prestazione e l’interfaccia richieste.
Le equazioni e l’esempio WR-90 sono consultabili in Microwaves101. Per confrontare le interfacce meccaniche, esamina i componenti standard Dolph Microwave (documentazione in inglese).
