Le dimensioni di una guida circolare si definiscono con diametro interno, parete, lunghezza, interfacce, tolleranze e materiali. Il diametro determina le frequenze di taglio ideali, ma non basta a garantire l’intero componente. Evita di trasferire automaticamente le misure WR rettangolari a una sezione tonda.
1. Diametro interno e modi
Per un tubo circolare ideale in aria, fc,TE11 ≈ 1,8412c/(πD), con D diametro interno. Il successivo modo TM01 ha coefficiente 2,4048 nella stessa espressione.
Con D = 25,4 mm, le frequenze sono circa 6,92 e 9,03 GHz. Il rapporto ideale è circa 1,306; l’intervallo tra i tagli non è automaticamente la banda garantita di ogni transizione e curva.
Con D = 22,86 mm, TE11 ha taglio circa 7,69 GHz e TM01 circa 10,04 GHz. A 10 GHz si è quindi vicino al secondo taglio: quel diametro non è una raccomandazione universale per ogni sistema a 10 GHz.
TE11 ammette due orientamenti ortogonali nella sezione ideale. La polarizzazione dipende dall’eccitazione, non solo dalla forma circolare.
2. Spessore della parete
Lo spessore dipende da rigidità, pressione, fabbricazione, collegamenti e ambiente. Nel calcolo del taglio si usa il diametro interno; aumentare la parete verso l’esterno non modifica direttamente la cavità ideale.
La profondità di pelle aiuta a valutare la conduzione RF vicino alla superficie, ma non determina da sola lo spessore meccanico. Non esiste un minimo universale di 0,5 mm per tutte le guide.
Se una placcatura modifica l’interno, includi lo spessore e la distribuzione nel controllo dimensionale, oltre a continuità e aderenza.
3. Lunghezza e fase
La lunghezza contribuisce a perdita e fase. Per un modo propagante nel modello ideale, λg = λ0/√[1−(fc/f)²], usando il taglio del modo circolare scelto.
Non è necessario proibire sempre i multipli di mezza lunghezza d’onda. Risonanze e ripple dipendono anche da riflessioni e terminazioni. Una linea ben adattata e una cavità chiusa sono configurazioni differenti.
Definisci la lunghezza tra piani di riferimento e specifica la fase o il ritardo se importanti. Non porre un limite generale di dieci lunghezze d’onda senza un requisito di sistema.
4. Interfacce e allineamento
Due tubi con lo stesso diametro non hanno necessariamente flange compatibili. Confronta apertura, centraggio, fori, perni, guarnizioni e piani di contatto.
Gradini e disassamenti possono creare riflessione e conversione modale. In presenza di polarizzazioni definite, serve anche l’orientamento delle transizioni e degli elementi di alimentazione.
Il serraggio segue disegno e materiali. Un valore di coppia o una tolleranza λ/4 non può valere per ogni connessione.
5. Tolleranze legate alla sensibilità
Per una piccola variazione uniforme del diametro, Δfc/fc ≈ −ΔD/D. Un aumento dello 0,1% abbassa quindi il taglio di circa lo 0,1% nel modello.
Ovalità, rugosità, difetti locali e disallineamento non sono tutti equivalenti a una variazione media del diametro. Valuta le caratteristiche sensibili e le capacità reali di lavorazione e misura.
Non attribuire a ogni errore di 0,05 mm una perdita di 2,7 dB o una scarica. La verifica ad alta potenza richiede condizioni elettriche e ambientali, oltre alle dimensioni.
6. Materiali e ambiente
Conducibilità, densità, dilatazione, corrosione e processo vanno confrontati. Rame e alluminio sono opzioni comuni, non gli unici materiali possibili per ogni componente.
La superficie influenza le perdite conduttive; le discontinuità possono anche riflettere o convertire modi. Non descrivere ogni effetto della rugosità come una singola perdita di riflessione.
Se serve raffreddamento o tenuta, definisci potenza media e di picco, pressione e temperature. Una prova dimensionale non sostituisce tutte queste verifiche.
Controllo del disegno e accettazione
Riporta diametro interno, ovalità, parete, lunghezza, flange e finitura con riferimenti di misura. Aggiungi banda, modi, riflessione, perdita e criteri ambientali. Confronta i risultati con la configurazione realmente prevista.
Le relazioni sono riportate nella tabella tecnica SPINNER, pagina 17; il calcolatore circolare usa il raggio. Controlla sempre quale dimensione viene richiesta prima di inserire un valore.
