Una calculadora de guía rectangular puede comprobar corte, longitud de onda y modos posibles. Necesita dimensiones internas, frecuencia, modo y medio de relleno. Esos datos no bastan para obtener una pérdida universal, capacidad de potencia o compatibilidad de bridas.
1. Elegir el modelo físico
Las ecuaciones siguientes corresponden a una guía metálica rectangular ideal llena de aire. Una geometría con crestas, relleno parcial o sección variable requiere otro modelo.
Para a > b, el modo dominante es TE10. En TE los índices no pueden ser ambos cero; en TM ambos deben ser al menos 1. TM10 no es una opción física en este modelo.
2. Introducir dimensiones y unidades
Para WR-90, a = 22,86 mm y b = 10,16 mm, equivalentes a 0,02286 y 0,01016 m. 10 GHz son 10 × 109 Hz. Comprueba si el programa convierte las unidades automáticamente.
Las dimensiones exteriores incluyen pared. No las uses como interior, ni supongas siempre b = a/2. Confundir mm y m cambia las frecuencias por un factor de mil.
3. Comprobar el corte
La ecuación es fc,mn = (c/2)√[(m/a)² + (n/b)²], con c ≈ 299.792.458 m/s. Para TE10 se reduce a c/(2a).
WR-90 da aproximadamente 6,56 GHz. La longitud de onda libre correspondiente al corte es λc = c/fc = 2a = 45,72 mm. No es la longitud guiada a 10 GHz.
4. Calcular la longitud guiada
Para f > fc, λg = λ0/√[1 − (fc/f)²], con λ0 = c/f. En WR-90 a 10 GHz, la onda libre mide unos 30,0 mm y la guiada unos 39,7 mm.
En el corte, el denominador ideal tiende a cero. Por debajo, el campo es evanescente; cambiar un radicando negativo por su valor absoluto no produce una longitud válida de propagación.
5. Revisar la banda práctica y otros modos
La banda habitual de WR-90 es 8,2–12,4 GHz, y TE20 corta alrededor de 13,11 GHz. Estar apenas por encima del corte dominante no garantiza pérdidas o dispersión aceptables.
Para atenuación hacen falta conductividad, superficie, frecuencia y geometría. 0,02 dB/m no es una propiedad universal de WR-90. Curvas y uniones añaden efectos que el cálculo de una sección ideal no incluye.
Ejemplo adicional: sección de 6 × 4 cm
Con a = 0,06 m, b = 0,04 m y aire, el corte dominante es aproximadamente 2,498 GHz. A tres veces ese corte, la condición estricta de propagación es m² + 2,25n² < 9.
La cumplen cinco modos TE: TE10, TE20, TE01, TE11 y TE21; y dos TM: TM11 y TM21. Son siete modos posibles bajo estas hipótesis.
TE30 y TE02 quedan exactamente en el corte y no se incluyen como modos con propagación por encima del corte. Si se usa una frecuencia redondeada, comprueba el criterio sin confundir el redondeo con una diferencia física. Modos posibles tampoco significa que todos sean excitados.
Guardar un resultado verificable
Conserva modelo, datos, unidades y modo junto con resultados. Separa las especificaciones de potencia, montaje y bridas. Esta calculadora trata campos electromagnéticos guiados, no una señal temporal rectangular.
Las fórmulas están en Microwaves101. Para los componentes Dolph Microwave, indica banda e interfaces además del cálculo.
