Les guides rectangulaires, carrés et circulaires diffèrent par leurs modes, coupures, polarisations et bandes monomodes. Un carré est un cas particulier du rectangle. Une ouverture de 23 × 10 mm n’est pas carrée, et sa géométrie ne garantit pas deux polarisations dégénérées.
1. Forme et modes fondamentaux
Un rectangle est décrit par sa largeur intérieure a et sa hauteur b. Pour a > b, le mode dominant est TE10. Dans le carré a = b, TE10 et TE01 ont la même coupure.
Un guide circulaire est décrit par le rayon r ou le diamètre D = 2r. Son mode dominant usuel est TE11, avec deux états de polarisation orthogonaux dégénérés dans la structure idéale.
La forme extérieure d’une bride ne détermine pas nécessairement celle de l’ouverture RF intérieure.
2. Fréquences de coupure
Dans le modèle rempli d’air, fc,TE10 = c/(2a) pour le rectangle. Pour le cercle, fc,TE11 ≈ 1,8412c/(2πr) = 1,8412c/(πD).
Une largeur a = 30 mm donne environ 5,00 GHz pour TE10; un diamètre D = 30 mm donne environ 5,86 GHz pour TE11. Les sections n’ont pas la même aire dans cette comparaison.
Le coefficient circulaire vient d’une racine de dérivée de fonction de Bessel. Confondre rayon et diamètre crée un facteur deux dans le calcul.
3. Modes supérieurs et polarisation
Dans le cercle ordinaire, le mode suivant TM01 utilise le coefficient environ 2,4048. Le rapport entre cette coupure et celle de TE11 vaut environ 1,306. Cela ne constitue pas une bande monomode universelle de rapport 2:1.
Dans un rectangle de rapport a/b = 2, les prochaines coupures TE20 et TE01 sont à deux fois celle de TE10 dans le modèle idéal. Les bandes de fonctionnement réelles conservent des marges.
Le carré possède déjà les deux modes fondamentaux dégénérés : le traiter comme le rectangle non carré pour la polarisation serait trompeur. L’excitation et les discontinuités déterminent leur mélange.
Une ouverture circulaire n’est pas automatiquement polarisée circulairement. Il faut les composantes orthogonales appropriées, de même amplitude et en quadrature, avec la bonne alimentation ou un polariseur.
4. Pertes aux coudes et puissance
Conductivité, surface, dimensions, fréquence et modes déterminent l’atténuation. Des valeurs fixes de 0,1 et 0,08 dB/m ne décrivent pas tous les rectangles et cercles.
Un coude conçu pour le mode et la bande doit être distingué d’une déformation forcée. Rayon, orientation et profil influencent réflexion et conversion modale. Aucun surcroît général de 15% ne se déduit de la forme.
Le mode circulaire TE01 peut servir à certaines transmissions à faibles pertes, mais ce n’est pas le mode dominant TE11. Son excitation, les transitions et la conversion vers d’autres modes doivent être maîtrisées.
La puissance admissible dépend des champs locaux, de la chaleur, de la pression, des impulsions et des interfaces. Une section circulaire ne garantit pas à elle seule 30% de puissance supplémentaire.
5. Fabrication, espace et montage
Comparez le chemin complet, y compris coudes, transitions, supports et accès. Des composants rectangulaires peuvent faciliter un parcours défini; une géométrie circulaire peut convenir à certaines structures symétriques.
Deux tubes simplement raccordés avec possibilité de rotation ne remplacent pas un joint tournant RF conçu. Guidage mécanique, couplage et étanchéité font partie de ce dernier.
La tolérance dépend de la fréquence et de la pièce. Le coût ne suit pas un rabais universel de 20% pour les sections carrées. Ajoutez usinage, traitement, contrôle et intégration à la comparaison.
Données nécessaires au choix
| Objet | Données |
|---|---|
| Propagation | Bande, modes et milieu. |
| RF | Perte, réflexion et pureté de polarisation. |
| Puissance | Moyenne, crête et environnement. |
| Mécanique | Dimensions, brides et parcours. |
Consultez les relations de propagation et le calculateur de guide circulaire. Sélectionnez les guides Dolph Microwave avec leurs interfaces et conditions réelles.
