Un calculateur de guide rectangulaire vérifie la coupure et la longueur d’onde guidée à partir des dimensions intérieures, de la fréquence, du mode et du remplissage. Ce tutoriel donne un cas de contrôle et des entrées invalides à reconnaître. Ces paramètres ne suffisent pas à certifier automatiquement pertes, puissance et brides.
1. Identifier le modèle physique
Les équations ci-dessous concernent une section métallique rectangulaire idéale, homogène et remplie d’air. Une structure à nervures, un remplissage partiel ou une section non uniforme nécessite un autre modèle.
Si a > b, TE10 est dominant. Pour TE, m et n ne peuvent pas être simultanément nuls. Pour TM, les deux sont au moins égaux à 1. Un résultat numérique proposé pour TM10 ne décrit donc pas un mode valide dans ce modèle.
2. Saisir les unités et dimensions intérieures
Le cas WR-90 utilise a = 22,86 mm, b = 10,16 mm et f = 10 GHz. En unités SI : 0,02286 m, 0,01016 m et 10 × 109 Hz. Contrôlez séparateur décimal et conversion automatique du formulaire.
Les dimensions extérieures comprennent les parois ; la hauteur n’est pas toujours exactement a/2. Le guide des dimensions d’un guide rectangulaire développe le choix de section. Ici, l’objectif est de vérifier les entrées et sorties d’un outil.
3. Contrôler la coupure
Dans l’air, fc,mn = (c/2)√[(m/a)² + (n/b)²], avec c ≈ 299 792 458 m/s. TE10 donne c/(2a), soit environ 6,557 GHz pour WR-90.
La longueur d’onde libre correspondant à la coupure vaut λc = c/fc = 2a = 45,72 mm. Ce n’est pas la longueur d’onde guidée à 10 GHz.
4. Vérifier le régime de propagation
Pour f > fc, le modèle sans pertes donne λg = λ0/√[1 − (fc/f)²], où λ0 = c/f.
| Entrée | Interprétation attendue |
|---|---|
| 10 GHz | λ0 ≈ 30,0 mm et λg ≈ 39,7 mm. |
| Fréquence égale à la coupure | Cas limite idéal, dénominateur tendant vers zéro. |
| 5 GHz | Champ évanescent, pas d’onde guidée progressive ordinaire. |
| TM10 | Mode invalide dans le modèle classique. |
Sous la coupure, remplacer l’argument négatif de la racine par sa valeur absolue produit une fausse longueur de propagation. Le logiciel doit reconnaître le changement de régime.
5. Comparer avec la bande pratique
La bande habituelle de WR-90 est 8,2–12,4 GHz. TE20 a sa coupure vers 13,11 GHz. Être simplement au-dessus de la première coupure ne garantit pas une perte et une dispersion convenables.
Pour calculer l’atténuation, il faut notamment conductivité, géométrie, fréquence et hypothèses de surface. Une perte fixe de 0,02 dB/m n’est pas une propriété déduite automatiquement des dimensions WR-90. Courbes, brides et transitions doivent être considérées séparément.
Conserver une sortie vérifiable
Archivez modèle ou version de l’outil, entrées, unités, mode, milieu et résultats. Si le remplissage change, vérifiez la prise en compte de permittivité et perméabilité. Les limites de puissance et interfaces mécaniques nécessitent d’autres données.
Les équations sont présentées par Microwaves101. Pour un ensemble de composants en guide Dolph Microwave, le calcul préliminaire doit être confronté aux spécifications et mesures réelles.
