+86 29 8881 0979

HOME » كيفية اختيار أحجام الدليل الموجي المستطيل | 5 عوامل رئيسية

كيفية اختيار أحجام الدليل الموجي المستطيل | 5 عوامل رئيسية

عند اختيار حجم موجه الموجة المستطيل، ضع في اعتبارك تردد التشغيل (على سبيل المثال، WR-90 لـ 8.2-12.4 جيجاهرتز)، وتردد القطع (تأكد من أنه أقل بنسبة 25-30٪ من تردد التشغيل)، ومعالجة الطاقة (على سبيل المثال، يتعامل WR-112 مع 1.5 ميجاوات عند 2.45 جيجاهرتز)، والتوهين (أقل للجري لمسافات أطول، مثل 0.1 ديسيبل/م في WR-62)، والقيود الميكانيكية (على سبيل المثال، حجم WR-430 4.3 × 2.15 بوصة للطاقة العالية). طابق الأبعاد الداخلية لموجه الموجة (a=2×b) مع معايير شفة نظامك (على سبيل المثال، UG-39/U).

​حدود نطاق التردد​​​

تم تصميم موجهات الموجات المستطيلة للعمل ضمن نطاقات تردد محددة، ويمكن أن يؤدي اختيار الحجم الخاطئ إلى ضعف الأداء أو فقدان الإشارة. يتم تحديد نطاق التردد القابل للاستخدام لموجه الموجة بواسطة ​​تردد القطع​​ الخاص به—أدنى تردد يمكن للإشارة أن تنتشر عنده. بالنسبة لموجه الموجة WR-90 القياسي (22.86 ملم × 10.16 ملم)، فإن ​​تردد القطع الأدنى هو 6.56 جيجاهرتز​​، في حين أن ​​الحد العملي الأعلى يبلغ حوالي 18 جيجاهرتز​​ بسبب تداخل وضع الترتيب الأعلى. بعد هذا، يزداد توهين الإشارة بشكل حاد—عادةً ​​0.1 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز ولكنه يرتفع إلى 0.5 ديسيبل/م عند 18 جيجاهرتز​​. إذا حاولت استخدام موجه موجة WR-90 عند ​​5 جيجاهرتز (أقل من القطع)​​، فسوف تتضاءل الإشارة أضعافاً مضاعفة، وتفقد ​​90٪ من طاقتها في غضون متر واحد​​. وعلى العكس من ذلك، فإن دفعها إلى ما بعد ​​20 جيجاهرتز​​ يخاطر بانتشار متعدد الأوضاع، مما يتسبب في ​​تشويه الطور وانخفاض الكفاءة بنسبة 15-20٪​​.​

يحدد ​​الوضع السائد (TE₁₀)​​ نطاق التشغيل الأساسي، ولكن موجهات الموجات لها أيضًا ​​نطاق تردد موصى به​​ حيث يكون الأداء مثاليًا. على سبيل المثال، يدعم ​​موجه الموجة WR-112 (28.5 ملم × 12.6 ملم)​​ من ​​7.05 جيجاهرتز إلى 15 جيجاهرتز​​، لكن معظم الشركات المصنعة تقترح إبقاء الإرسال بين ​​7.5 جيجاهرتز و 14 جيجاهرتز​​ لتجنب الخسارة المفرطة. إذا كنت بحاجة إلى ​​تشغيل مزدوج النطاق (على سبيل المثال، 8 جيجاهرتز و 12 جيجاهرتز)​​، فقد يكون ​​WR-75 (19.05 ملم × 9.53 ملم، 10-15 جيجاهرتز)​​ مناسبًا بشكل أفضل، لأنه يوفر ​​توهينًا أقل (~0.07 ديسيبل/م عند 12 جيجاهرتز)​​ مقارنة بموجه موجة أكبر يعمل على نفس التردد.

​أبعاد موجه الموجة تتناسب عكسياً مع التردد​​—تتطلب الترددات الأعلى موجهات موجات أصغر. يعمل ​​WR-10 (2.54 ملم × 1.27 ملم)​​ عند ​​75-110 جيجاهرتز​​، لكن تفاوتات التصنيع تصبح حرجة؛ حتى ​​خطأ 0.05 ملم في العرض يمكن أن يحول تردد القطع بنسبة 1-2٪​​. لتطبيقات ​​الموجات المليمترية (30-300 جيجاهرتز)​​، تُستخدم موجهات الموجات مثل ​​WR-3 (0.864 ملم × 0.432 ملم)​​، لكن ​​توهينها يقفز إلى 2-3 ديسيبل/م عند 100 جيجاهرتز​​ بسبب خشونة السطح والخسائر الأومية.

إذا كان نظامك يعمل بالقرب من ​​الحد الأعلى لنطاق موجه الموجة​​، ففكر في ​​تقنيات قمع الوضع​​ مثل الجدران المموجة أو موجهات الموجات المضلعة. على سبيل المثال، يعمل ​​WR-62 المضلع (15.8 ملم × 7.9 ملم)​​ على توسيع النطاق الترددي القابل للاستخدام من ​​12.4-18 جيجاهرتز إلى 10-22 جيجاهرتز​​، ولكن على حساب ​​فقد إدخال أعلى (~0.15 ديسيبل/م عند 18 جيجاهرتز مقابل 0.1 ديسيبل/م في WR-62 القياسي)​​.

في تطبيقات ​​الطاقة العالية (مثل الرادار عند 10 كيلووات)​​، تؤثر حدود التردد أيضًا على ​​تبديد الحرارة​​. يمكن لـ ​​WR-284 (72.14 ملم × 34.04 ملم، 2.6-3.95 جيجاهرتز)​​ التعامل مع ​​طاقة الذروة تصل إلى 3 ميجاوات​​، ولكن إذا تم استخدامه عند ​​4.5 جيجاهرتز (ما بعد القطع)​​، فقد يحدث تقوس و​​درجات حرارة أعلى للجدار بنسبة 50٪​​. تحقق دائمًا من ​​أوراق بيانات الشركة المصنعة​​—يتم تصنيف بعض موجهات الموجات على أنها ذات ​​نطاقات تردد أوسع بنسبة 10-20٪​​ في ظل ظروف خاضعة للرقابة، ولكن العوامل الواقعية مثل ​​اختلال محاذاة الشفة (إزاحة 0.1 ملم يمكن أن تضيف 0.2 ديسيبل خسارة)​​ و​​دخول الرطوبة (الذي يزيد التوهين بنسبة 5-10٪)​​ يمكن أن تضيق الحدود القابلة للاستخدام.

بالنسبة ​​للتصاميم الدقيقة التي تعتمد على التردد​​، قم بمحاكاة موجه الموجة في ​​HFSS أو CST​​ لنمذجة ​​معلمات S، وتأخير المجموعة، وتأثيرات التشتت​​ قبل إنهاء الأبعاد. يمكن أن يؤدي ​​تحول بنسبة 1٪ في عرض موجه الموجة إلى تغيير سرعة الطور بنسبة 0.5٪​​، وهو أمر مهم في ​​هوائيات المصفوفة المرحلية​​ حيث يؤدي ​​خطأ الطور ±5 درجات إلى تدهور دقة توجيه الشعاع​​.

​عرض موجه الموجة مقابل الارتفاع​​​

يؤثر ​​العرض (a) والارتفاع (b)​​ لموجه الموجة المستطيل بشكل مباشر على ​​تردده القطعي، ومعالجة الطاقة، وسلامة الإشارة​​. بالنسبة لـ ​​موجه الموجة WR-90 القياسي (22.86 ملم × 10.16 ملم)​​، تبلغ ​​نسبة العرض إلى الارتفاع (a/b) 2.25​​، مما يوازن بين ​​التوهين المنخفض (0.1 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز)​​ و​​تشغيل الوضع الفردي (الوضع السائد TE₁₀ حتى 18 جيجاهرتز)​​. إذا كان العرض ضيقًا جدًا—على سبيل المثال، ​​15 ملم بدلاً من 22.86 ملم​​—فإن ​​تردد القطع يقفز من 6.56 جيجاهرتز إلى 10 جيجاهرتز​​، مما يجعله غير قابل للاستخدام لـ ​​إشارات النطاق S (2-4 جيجاهرتز)​​. وعلى العكس من ذلك، يؤدي ​​تقليل الارتفاع من 10.16 ملم إلى 5 ملم​​ إلى زيادة ​​كثافة تيار الجدار بنسبة 40٪​​، مما يرفع ​​الخسائر الأومية بنسبة 15-20٪ عند 12 جيجاهرتز​​.​

يتم تحديد ​​تردد القطع (fc) للوضع TE₁₀​​ حسب العرض (a):

f_c = \frac{c}{2a}

حيث ​​c = سرعة الضوء (3×10⁸ م/ث)​​. على سبيل المثال:

نوع موجه الموجة العرض (ملم) الارتفاع (ملم) القطع (جيجاهرتز) الحد الأقصى للتردد (جيجاهرتز) التوهين (ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز)
​WR-284​ 72.14 34.04 2.08 3.95 0.03
​WR-90​ 22.86 10.16 6.56 18.0 0.10
​WR-42​ 10.67 4.32 14.05 26.5 0.30

يدعم ​​موجه الموجة الأوسع (أعلى a)​​ ​​الترددات المنخفضة​​ ولكنه يخاطر ​​بالانتشار متعدد الأوضاع​​ إذا لم يتم قياس الارتفاع (b) بشكل صحيح. على سبيل المثال، يعمل ​​WR-112 (28.5 ملم × 12.6 ملم)​​ جيدًا عند ​​7-15 جيجاهرتز​​، ولكن إذا تم تقليل الارتفاع إلى ​​8 ملم​​، فإن ​​أوضاع TE₂₀ تظهر فوق 12 جيجاهرتز​​، مما يتسبب في ​​فقد طاقة بنسبة 10-15٪​​ بسبب تداخل الوضع.

​يؤثر الارتفاع (b) على معالجة الطاقة والخسارة​​:

  • يقلل ​​موجه الموجة الأطول (b أكبر)​​ من ​​كثافة تيار الجدار​​، مما يقلل ​​الخسائر الأومية بنسبة ~8٪ لكل زيادة 1 ملم في الارتفاع​​ عند 10 جيجاهرتز.
  • ومع ذلك، فإن الارتفاع المفرط (على سبيل المثال، ​​b > a/2​​) يمكن أن يقدم ​​أوضاع TE₀₁​​، مما يقلل من نقاء الإشارة. ​​نسبة a/b المثلى هي 2.0-2.5​​ لمعظم التطبيقات.

​تفاوتات التصنيع مهمة​​:

  • يؤدي ​​خطأ ±0.05 ملم في العرض​​ إلى تحويل ​​fc بنسبة ~0.5٪​​، لكن نفس الخطأ في الارتفاع يؤثر على ​​التوهين بنسبة 3-5٪​​ بسبب تغيرات توزيع المجال.
  • بالنسبة ​​لموجهات الموجات المليمترية (WR-3، 0.864 ملم × 0.432 ملم)​​، حتى ​​انحراف 0.01 ملم​​ يمكن أن يسبب ​​خسارة أعلى بنسبة 15٪ عند 100 جيجاهرتز​​.

​تتدرج معالجة الطاقة مع مساحة المقطع العرضي​​:

  • يتعامل ​​WR-90 (22.86 ملم × 10.16 ملم)​​ مع ​​متوسط طاقة 1.5 كيلووات عند 10 جيجاهرتز​​، لكن ​​WR-62 (15.8 ملم × 7.9 ملم)​​ ذو ​​المساحة الأصغر بنسبة 40٪​​ يقتصر على ​​800 واط​​.
  • بالنسبة ​​لرادار النبضات (ذروة 100 كيلووات)​​، يُفضل ​​WR-284 (72.14 ملم × 34.04 ملم)​​—​​عرضه الأكبر يقلل من كثافة المجال الكهربائي​​، مما يمنع ​​التقوس عند الفولتية العالية​​.

​مقايضة التصاميم المدمجة​​:
إذا كانت المساحة محدودة (على سبيل المثال، ​​اتصالات الأقمار الصناعية​​)، فإن ​​WR-42 (10.67 ملم × 4.32 ملم)​​ يوفر ​​60٪ من الحجم​​ مقابل WR-90 ولكنه يعاني من ​​خسارة أعلى بـ 3 أضعاف​​. بالنسبة ​​لأجهزة الاستقبال منخفضة الضوضاء​​، يوفر ​​WR-75 (19.05 ملم × 9.53 ملم)​​ ​​حلًا وسطًا—0.07 ديسيبل/م خسارة عند 12 جيجاهرتز​​ مع ​​مساحة أصغر بنسبة 50٪​​ من WR-112.

​سعة معالجة الطاقة​​​

تحدد ​​سعة معالجة الطاقة​​ لموجه الموجة مقدار طاقة الترددات الراديوية التي يمكن أن ينقلها دون ​​تقوس، أو ارتفاع درجة الحرارة، أو تدهور الإشارة​​. على سبيل المثال، يمكن لـ ​​موجه الموجة WR-90 القياسي (22.86 ملم × 10.16 ملم)​​ التعامل مع ​​1.5 كيلووات من الطاقة المستمرة عند 10 جيجاهرتز​​، لكن هذا ينخفض إلى ​​500 واط عند 18 جيجاهرتز​​ بسبب زيادة ​​الخسائر الأومية (0.5 ديسيبل/م مقابل 0.1 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز)​​. إذا تجاوزت هذه الحدود—على سبيل المثال، ​​2 كيلووات عند 12 جيجاهرتز​​—فإن ​​شدة المجال الكهربائي بالقرب من الجدران الضيقة تتجاوز 3 كيلو فولت/سم​​، مما يخاطر ​​بالانهيار في الهواء الجاف​​. في الأنظمة النبضية (مثل الرادار)، تعتبر طاقة الذروة أكثر أهمية: يدعم ​​WR-284 (72.14 ملم × 34.04 ملم)​​ ​​3 ميجاوات من طاقة الذروة عند 3 جيجاهرتز​​، ولكن ​​50 كيلووات متوسط​​ فقط قبل أن يؤدي ​​التمدد الحراري (0.05 ملم/درجة مئوية) إلى تشويه محاذاة الشفة​​.

​القاعدة الأساسية​​: تتدرج معالجة الطاقة مع ​​المقطع العرضي لموجه الموجة​​. ضاعف العرض، وستضاعف الطاقة القصوى أربع مرات—ولكن فقط إذا سمح التبريد وتفاوتات المواد بذلك.

​جهد الانهيار​​ هو عنق الزجاجة الأول. بالنسبة لـ ​​WR-112 (28.5 ملم × 12.6 ملم)​​، يبلغ ​​الحد الأقصى النظري للمجال الكهربائي قبل التقوس 4.2 كيلو فولت/سم عند مستوى سطح البحر​​، ولكن العوامل الواقعية مثل ​​خشونة السطح (Ra > 0.8 ميكرومتر) أو الرطوبة (50٪ رطوبة)​​ يمكن أن تخفض هذا بنسبة ​​20-30٪​​. هذا هو السبب في أن ​​الأنظمة الصناعية 10 كيلووات​​ غالبًا ما تستخدم ​​موجهات موجات مضغوطة (2-3 ضغط جوي من النيتروجين)​​، مما يعزز العتبة إلى ​​6 كيلو فولت/سم​​ ويسمح ​​بنقل طاقة أعلى بنسبة 15٪​​.

​الحدود الحرارية لا تقل أهمية​​. يشهد ​​موجه الموجة WR-90 النحاسي الذي يعمل بقدرة 1 كيلووات عند 10 جيجاهرتز​​ ​​ارتفاعًا في درجة الحرارة بمقدار 15 درجة مئوية​​ في مركز الجدار العريض. إذا تجاوزت ​​درجة الحرارة المحيطة 40 درجة مئوية​​، فإن ​​فقد الإدخال يرتفع بنسبة 8٪ لكل 10 درجات مئوية​​ بسبب زيادة المقاومة. بالنسبة ​​لوصلات الأقمار الصناعية عالية الطاقة (5 كيلووات، 8 جيجاهرتز)​​، تحافظ موجهات الموجات المصنوعة من الألومنيوم ذات ​​المشتتات الحرارية المدمجة​​ على درجات الحرارة أقل من ​​60 درجة مئوية​​، مما يمنع ​​التشوه الحراري 0.1 ملم​​ الذي يخل بمحاذاة الوصلات.

يلعب اختيار المواد دورًا كبيرًا:

  • تعمل ​​موجهات الموجات المطلية بالفضة​​ على خفض الخسائر الأومية بنسبة ​​30٪ مقابل النحاس العاري​​، مما يسمح ​​بطاقة أعلى بنسبة 20٪​​ قبل أن تبدأ الحدود الحرارية.
  • يتحمل ​​الفولاذ المقاوم للصدأ (لأنظمة التفريغ)​​ ​​500 درجة مئوية دون تشوه​​، لكن ​​مقاومته الأعلى بـ 5 أضعاف​​ تعني ​​نصف تصنيف الطاقة​​ للنحاس عند 10 جيجاهرتز.

​النبضات مقابل الموجة المستمرة تحدث فرقًا جذريًا​​:

  • يمكن لـ ​​WR-62 (15.8 ملم × 7.9 ملم)​​ المصنف لـ ​​800 واط مستمر​​ التعامل مع ​​نبضات 50 كيلووات (1 ميكروثانية، دورة عمل 1٪)​​ لأن ​​الحرارة تتبدد قبل أن تتراكم​​.
  • ولكن إذا تجاوز ​​عرض النبضة 10 ميكروثانية​​، فإن ​​التسخين الموضعي عند 50 كيلووات يذيب الطلاء الفضي​​ في غضون ​​100 دورة​​.

​يؤثر التردد على معالجة الطاقة بشكل غير خطي​​:

  • عند ​​2 جيجاهرتز​​، يوفر ​​WR-340 (86.36 ملم × 43.18 ملم)​​ ​​10 كيلووات بسهولة​​—​​0.02 ديسيبل/م خسارة فقط​​.
  • يعاني نفس موجه الموجة عند ​​8 جيجاهرتز​​ من ​​خسارة 0.15 ديسيبل/م​​، مما يفرض ​​خفض الطاقة بنسبة 30٪ (7 كيلووات كحد أقصى)​​ لتجنب ​​الانهيار الحراري​​.

​التخفيض الواقعي إلزامي​​:
تدعي الشركات المصنعة أن ​​”1.5 كيلووات كحد أقصى”​​ لـ WR-90، ولكن بعد الأخذ في الاعتبار:

  • ​اختلال محاذاة الشفة (فجوة 0.1 ملم تضيف 0.3 ديسيبل خسارة)​
  • ​أكسدة السطح (تزيد الخسارة بنسبة 5٪ سنويًا)​
  • ​VSWR >1.2 (يعكس 10٪ من الطاقة، مما يرفع المجال الكهربائي المحلي)​

​مستويات التوهين والخسارة​

يحدد التوهين في موجهات الموجات مقدار فقدان طاقة الإشارة لكل متر—وهو أمر بالغ الأهمية ​​للوصلات بعيدة المدى، والرادار، واتصالات الأقمار الصناعية​​. يحتوي ​​موجه الموجة WR-90 القياسي (22.86 ملم × 10.16 ملم)​​ على ​​خسارة 0.1 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز​​، لكن هذا يرتفع إلى ​​0.5 ديسيبل/م عند 18 جيجاهرتز​​ بسبب ​​تأثير البشرة وخشونة السطح​​. إذا كان نظامك يعمل على ​​20 مترًا من WR-90 عند 18 جيجاهرتز​​، فإنك تفقد ​​10 ديسيبل (90٪ من الطاقة)​​ فقط في فقد موجه الموجة. قارن ذلك بـ ​​WR-112 (28.5 ملم × 12.6 ملم)​​، الذي يوفر ​​0.07 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز​​—مما يوفر ​​30٪ من الطاقة على نفس المسافة​​.

​الرؤية الأساسية​​: يوفر كل ​​تخفيض قدره 0.01 ديسيبل/م​​ في الخسارة ​​1٪ من الطاقة​​ في ​​نظام 100 متر​​. بالنسبة ​​للموجات المليمترية 5G (28 جيجاهرتز)​​، حيث يعاني ​​WR-42 (10.67 ملم × 4.32 ملم) من 0.3 ديسيبل/م​​، فهذا يعني ​​مكررات أكثر بثلاث مرات​​ من النطاقات الأدنى.

​تجزئة مصادر فقد موجه الموجة​

​1. الخسارة الأومية (الموصل)​
تهيمن في ​​موجهات الموجات النحاسية/الألمنيوم​​، وتتدرج مع ​​التردد√f​​ و​​خشونة السطح​​:

نوع موجه الموجة التردد (جيجاهرتز) المادة الخشونة (ميكرومتر) الخسارة (ديسيبل/م)
​WR-90​ 10 نحاس 0.4 0.10
​WR-90​ 10 ألومنيوم 0.6 0.12
​WR-42​ 28 فضة 0.2 0.25
​WR-42​ 28 نحاس 0.4 0.30
  • يقلل ​​الطلاء الفضي المصقول​​ الخسارة بنسبة ​​20٪ مقابل النحاس​​ عند ​​30 جيجاهرتز​​.
  • تزيد ​​أكسدة السطح​​ (شائعة في المناخات الرطبة) الخسارة ​​بنسبة 5٪ سنويًا​​.

​2. الخسارة العازلة​
ذات صلة في ​​موجهات الموجات المملوءة بالعوازل​​ (على سبيل المثال، ​​موجهات الموجات المرنة المدعومة بـ PTFE​​):

  • ​المملوءة بالهواء​​: خسارة عازلة شبه صفرية (~​​0.001 ديسيبل/م​​).
  • ​المملوءة بـ PTFE (ε=2.1)​​: تضيف ​​0.02 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز​​، وتتفاقم إلى ​​0.05 ديسيبل/م عند 30 جيجاهرتز​​.

​3. فقد وضع الترتيب الأعلى​
يحدث عند التشغيل ​​بالقرب من القطع جدًا​​ أو ​​ما بعد النطاق الترددي الموصى به​​:

  • يحتوي ​​WR-112 عند 7 جيجاهرتز (بالقرب من قطع 7.05 جيجاهرتز)​​ على ​​0.12 ديسيبل/م​​ مقابل ​​0.07 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز​​.
  • إذا تم إثارة ​​أوضاع TE₂₀​​ (على سبيل المثال، ​​WR-90 عند 18 جيجاهرتز​​)، تقفز الخسارة ​​بنسبة 50٪​​ بسبب تشويه المجال.

​4. فقد الانحناء وسوء المحاذاة​

  • ​انحناء H-بزاوية 90 درجة في WR-90 (R=100 ملم)​​: يضيف ​​0.2 ديسيبل لكل انحناء​​.
  • ​اختلال محاذاة الشفة (إزاحة 0.1 ملم)​​: يضيف ​​0.3 ديسيبل لكل وصلة​​.
  • ​التواء (10 درجات على مدى 1 متر)​​: يقدم ​​خسارة 0.15 ديسيبل​​ عند 10 جيجاهرتز.

​سيناريوهات التوهين الواقعية​

  • ​تغذية الأقمار الصناعية (50 مترًا WR-112 @12 جيجاهرتز)​​:
    • الخسارة الأساسية: ​​3.5 ديسيبل (0.07 ديسيبل/م × 50 م)​​.
    • مع ​​4 انحناءات + 6 شفرات​​: ​​+1.8 ديسيبل إضافي​​ ← ​​المجموع 5.3 ديسيبل (فقد طاقة 70٪)​​.
  • ​الرادار (10 أمتار WR-284 @3 جيجاهرتز)​​:
    • ​0.2 ديسيبل خسارة إجمالية فقط​​—وهذا هو سبب تفضيل ​​رادار النطاق L​​ لموجهات الموجات الكبيرة.

​تقنيات التخفيف​

  1. ​الطلاء الفضي​​: يوفر ​​0.02 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز​​، ويؤتي ثماره في ​​عامين​​ ​​للأنظمة التي تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع​​.
  2. ​المحاذاة الدقيقة​​: ​​تفاوت الشفة ±0.05 ملم​​ يحافظ على فقد الوصلة ​​<0.1 ديسيبل​​.
  3. ​الانحناءات الملساء​​: ​​نصف القطر > 5 × عرض موجه الموجة​​ يقلل فقد الانحناء ​​بـ 3 أضعاف​​.

​نصيحة احترافية​​: بالنسبة ​​للأنظمة منخفضة الخسارة 8-12 جيجاهرتز​​، فإن ​​WR-112 أفضل بنسبة 30٪ من WR-90​​، ولكنه يكلف ​​أكثر بنسبة 20٪​​. احسب ​​التكلفة الإجمالية للملكية (TCO)​​—بعد ​​5 سنوات​​، يوفر WR-112 المطلي بالفضة ​​5 آلاف دولار في تكاليف مكبر الصوت​​ مقابل WR-90 النحاسي.

​الأحجام القياسية الشائعة​​​

تتبع موجهات الموجات ​​أحجام WR (موجه الموجة المستطيل) موحدة​​، كل منها مُحسَّن لنطاقات تردد محددة. يهيمن ​​WR-90 (22.86 ملم × 10.16 ملم)​​ على ​​أنظمة النطاق X (8-12 جيجاهرتز)​​ بخسارة ​​0.1 ديسيبل/م عند 10 جيجاهرتز​​، بينما يتعامل ​​WR-284 الضخم (72.14 ملم × 34.04 ملم)​​ مع ​​رادار النطاق S (2-4 جيجاهرتز)​​ عند ​​طاقة ذروة 3 ميجاوات​​. بين هذين الطرفين، يوجد ​​أكثر من 30 حجمًا قياسيًا​​—مثل ​​WR-42 (10.67 ملم × 4.32 ملم) لنطاق Ka (26-40 جيجاهرتز)​​، حيث تفرض ​​خسارة 0.3 ديسيبل/م عند 28 جيجاهرتز​​ مقايضات بين ​​الحجم وسلامة الإشارة​​. يؤدي اختيار الحجم الخاطئ إلى إهدار ​​20-50٪ من ميزانية الترددات الراديوية الخاصة بك​​ على خسارة غير ضرورية أو أجهزة كبيرة الحجم.​

يحدد ​​معيار IEEE 1785​​ أبعاد موجه الموجة لضمان ​​توافق الشفة، والتحكم في الوضع، والأداء القابل للتكرار​​. على سبيل المثال، ​​WR-112 (28.5 ملم × 12.6 ملم)​​ ليس عشوائيًا فحسب—فـ ​​تردده القطعي البالغ 7.05 جيجاهرتز​​ يتوافق تمامًا مع ​​وصلات الأقمار الصناعية الهابطة للنطاق C (4-8 جيجاهرتز)​​، بينما يتجنب ​​حده الأعلى البالغ 15 جيجاهرتز​​ ​​أوضاع TE₂₀​​ التي تعيق التصاميم الأوسع. إذا حاولت بناء ​​موجه موجة مخصص مقاس 25 ملم × 11 ملم​​، فستواجه ​​تكاليف تصنيع أعلى بنسبة 30٪​​ وتخاطر بـ ​​VSWR >1.3​​ من الزوايا غير الكاملة.

​يحدد التردد الحجم​​:

​النطاق المنخفض (1-8 جيجاهرتز)​​: ​​WR-340 (86.36 ملم × 43.18 ملم)​​ لـ ​​قطع 2.6 جيجاهرتز​​، يعالج ​​طاقة مستمرة 10 كيلووات​​ في أبراج البث.

​النطاق المتوسط (8-26 جيجاهرتز)​​: ​​WR-62 (15.8 ملم × 7.9 ملم)​​ يناسب ​​رادارات 12-18 جيجاهرتز​​، ويوازن بين ​​خسارة 0.15 ديسيبل/م​​ و​​معالجة طاقة 800 واط​​.

​النطاق العالي (26-110 جيجاهرتز)​​: يخدم ​​WR-10 (2.54 ملم × 1.27 ملم)​​ ​​معدات المختبرات 75-110 جيجاهرتز​​، لكن ​​تفاوت ±0.01 ملم​​ يتطلب طحن دقيق بقيمة ​​500 دولار/م​​.

​مقايضات الطاقة والخسارة​​:
يوفر ​​WR-159 (40.4 ملم × 20.2 ملم)​​ لـ ​​شبكة WiFi الخلوية 5 جيجاهرتز​​ ​​خسارة 0.05 ديسيبل/م​​، لكن ​​حجمه الكبير (3x حجم WR-90)​​ يجعله غير عملي للطائرات بدون طيار. وفي الوقت نفسه، يفقد ​​WR-15 (3.76 ملم × 1.88 ملم)​​ لـ ​​50-75 جيجاهرتز​​ ​​1.2 ديسيبل/م​​، مما يفرض ​​مكررات كل 10 أمتار​​ في ​​وصلات نقطة إلى نقطة 60 جيجاهرتز​​.

​محركات التكلفة الواقعية​​:

​WR-90 (نحاس)​​: ​​200 دولار/م للدرجة التجارية، 600 دولار/م​​ للموصلية العالية الخالية من الأكسجين (OFHC) مع ​​خسارة أقل بنسبة 5٪​​.

​WR-28 (7.11 ملم × 3.56 ملم)​​: ​​1,200 دولار/م​​ بسبب ​​تفاوت 0.02 ملم​​ اللازم لـ ​​تشغيل 40 جيجاهرتز​​.

​موجهات الموجات المرنة (ما يعادل WR-42)​​: ​​3 أضعاف سعر​​ الصلبة، ولكنه يوفر ​​50 ألف دولار في التركيب​​ حيث يكون الانحناء لا مفر منه.

​الاختيارات القديمة مقابل الحديثة​​:

لا تزال ​​مواقع الرادار القديمة​​ تستخدم ​​WR-2300 (584 ملم × 292 ملم)​​ لـ ​​350 ميجاهرتز​​، مما يهدر ​​90٪ من مساحة رفها​​.

تفضل ​​المصفوفات المرحلية الجديدة​​ ​​WR-12 (3.10 ملم × 1.55 ملم)​​ لـ ​​60 جيجاهرتز​​، حيث تحزم ​​8 أضعاف العناصر​​ في نفس المنطقة مقابل WR-42.

latest news
Scroll to Top
Blank Form (#3)