A impedância de onda de uma guia retangular depende de modo, frequência, seção e meio. Para TE10 em WR-90 com ar a 10 GHz, é aproximadamente 499 Ω. É uma relação entre campos transversais, não uma resistência a ligar diretamente a 50 Ω como dois resistores comuns.
Campo e referência de porta
Para o modo, define-se a relação entre componentes transversais elétrico e magnético. Uma guia oca não tem uma única definição de tensão e corrente entre dois condutores comparável ao coaxial.
A linha equivalente e os parâmetros S exigem uma normalização escolhida. Confirme se o número representa E/H ou referência da porta de medição.
Fórmula TE
No modelo homogêneo sem perdas, acima do corte, ZTE = ωμ/β = η/√[1−(fc/f)²]. η = √(μ/ε) é a impedância do meio, próxima de 377 Ω no ar.
Também ZTE = ηλg/λ. Aqui λ é o comprimento de onda no meio de preenchimento, praticamente o de espaço livre para ar. Aproximando-se do corte por cima, a impedância TE ideal aumenta.
TM tem outra expressão
ZTM = β/(ωε) = η√[1−(fc/f)²]. Próximo ao corte por cima, essa impedância fica pequena. A fórmula TE não serve para todos os modos.
Na guia retangular ideal, ambos os índices de um modo TM precisam ser positivos. TM10 não é a contraparte física de TE10 nesse modelo.
Exemplo WR-90
Com a = 22,86 mm e b = 10,16 mm, o corte TE10 é c/(2a), cerca de 6,557 GHz. b não entra nessa expressão específica, mas afeta outros modos e características.
| Frequência | Impedância aproximada |
|---|---|
| 8,2 GHz | 627 Ω. |
| 10 GHz | 499 Ω. |
| 12,4 GHz | 444 Ω. |
480–520 Ω não descreve toda a faixa usual. Poder calcular TE10 em uma frequência alta não prova que outros modos ou o componente completo permaneçam aceitáveis.
Para WR-340, use sua dimensão interna a = 86,36 mm: o corte TE10 no ar fica aproximadamente em 1,736 GHz. Não transfira a tabela WR-90 para essa seção.
Abaixo do corte e com perdas
Abaixo do corte, o modo é evanescente em vez de uma onda progressiva comum. Sua impedância torna-se reativa no modelo ideal, com sinal dependente da convenção.
Trocar arbitrariamente o valor negativo dentro da raiz pelo módulo não produz a impedância real de um modo propagante. Perdas e preenchimentos complexos exigem uma descrição correspondente.
Variação de 10% não implica reflexão de 20%
Numa linha simples com carga real 1,1Z relativa à referência Z, Γ = (1,1−1)/(1,1+1) ≈ 0,0476. A fração de potência refletida é cerca de 0,227%.
Isso não transforma qualquer descontinuidade de guia em dois resistores, ignorando os campos. Use análise eletromagnética ou parâmetros S adequadamente definidos.
Medir uma transição
Documente banda, modos, planos calibrados, terminações e normalização. Os 50 Ω exibidos pelo VNA não medem diretamente E/H no interior da guia.
As relações de propagação e dimensões retangulares permitem conferir o cálculo. Separe corte teórico e banda garantida do produto.
