आयताकार वेवगाइड कैलकुलेटर: सही गणना के 5 चरण

आयताकार वेवगाइड कैलकुलेटर कटऑफ आवृत्ति, कटऑफ तरंगदैर्घ्य और गाइडेड तरंगदैर्घ्य जाँचने में मदद करता है। सही परिणाम के लिए अंदर के आयाम, कार्य आवृत्ति, मोड और भराव माध्यम चाहिए। इस गणना से अकेले हानि, अधिकतम शक्ति या फ्लैंज संगतता तय नहीं होती।

1. सही मॉडल चुनें

यहाँ उदाहरण हवा भरी, समान आयताकार धातु वेवगाइड के आदर्श मॉडल का है। रिज वाली, आंशिक डाइइलेक्ट्रिक भराव वाली या असमान संरचना पर इन्हीं सूत्रों को सीधे लागू न करें।

सामान्य a > b अनुभाग में प्रमुख मोड TE₁₀ है। TE_mn में एक सूचकांक शून्य हो सकता है, दोनों नहीं। TM_mn में दोनों कम से कम एक होते हैं। इस मॉडल में मौजूद न होने वाला TM₁₀ चुनने से उपयोगी उत्तर नहीं मिलता।

2. अंदर के आयाम और इकाइयाँ भरें

WR-90 के लिए a = 22.86 mm और b = 10.16 mm हैं। SI सूत्र में ये 0.02286 m और 0.01016 m होंगे। 10 GHz का अर्थ 10 × 10⁹ Hz है। देखें कि टूल स्वयं रूपांतरण करता है या किस इकाई में इनपुट माँगता है।

बाहरी आकार न भरें। दीवार की मोटाई बाहरी आयाम बदल सकती है, जबकि आदर्श कटऑफ आंतरिक क्षेत्र पर निर्भर है। ऊँचाई b हमेशा a/2 नहीं होती।

आवृत्ति और आयाम बदलने से पहले वर्तमान इनपुट सहेजें। आउटपुट में हजार गुना अंतर हो तो mm/m या GHz/Hz की गलती जाँचें, केवल संख्या को सही दिखने तक न बदलें।

3. कटऑफ आवृत्ति और कटऑफ तरंगदैर्घ्य

हवा भरे मॉडल का सूत्र f_c,mn = (c/2)√[(m/a)²+(n/b)²] है, जहाँ c ≈ 299792458 m/s। TE₁₀ में यह f_c = c/(2a) बन जाता है।

WR-90 के लिए लगभग 6.56 GHz मिलता है। उस आवृत्ति का मुक्त-अंतरिक्ष कटऑफ तरंगदैर्घ्य λ_c = c/f_c = 2a, अर्थात 45.72 mm है। यह कार्य आवृत्ति पर अक्ष की दिशा में गाइडेड तरंगदैर्घ्य नहीं है।

4. गाइडेड तरंगदैर्घ्य निकालें

f > f_c होने पर λ_g = λ₀/√[1−(f_c/f)²], जहाँ λ₀ = c/f।

WR-90, हवा, TE10 और 10 GHz का उदाहरण

मात्रा	परिणाम
मुक्त-अंतरिक्ष तरंगदैर्घ्य	लगभग 30.0 mm
कटऑफ तरंगदैर्घ्य	45.72 mm
गाइडेड तरंगदैर्घ्य	लगभग 39.7 mm

कटऑफ पर आदर्श सूत्र का हर शून्य होता है। उससे नीचे सामान्य प्रगतिशील तरंग का वास्तविक तरंगदैर्घ्य नहीं मिलता; क्षेत्र एवानेसेंट होता है। वर्गमूल के भीतर निरपेक्ष मान लगाकर जबरन वास्तविक प्रसार-तरंगदैर्घ्य न बनाएँ।

5. व्यावहारिक बैंड और पूरी संरचना जाँचें

WR-90 का सामान्य उपयोग बैंड 8.2–12.4 GHz है। अगले TE₂₀ का कटऑफ लगभग 13.11 GHz है। मुख्य कटऑफ से थोड़ा ऊपर होना हर हानि और डिस्पर्शन लक्ष्य को पूरा नहीं करता। ऊपरी मोड के कटऑफ से ऊपर बहुमोड प्रसार भी संभव है।

क्षीणन के लिए चालकता, सतह, आकार और आवृत्ति की जानकारी चाहिए। 0.02 dB/m सभी WR-90 का स्थिर गुण नहीं है। मोड़, ट्रांजिशन, जोड़ और फ्लैंज भी प्रतिबिंब और हानि में योगदान करते हैं।

आदर्श कैलकुलेटर एक बैंड दिखाए तो भी खिड़की, कनेक्टर या ट्रांजिशन की सीमा जाँचें। छोटे सिग्नल की गणना उच्च शक्ति पर तापमान या ब्रेकडाउन सीमा प्रमाणित नहीं करती।

इनपुट और परिणाम साथ रखें

इकाइयाँ, मॉडल, मोड और माध्यम के साथ गणना सहेजें। महत्वपूर्ण परिणामों का स्वतंत्र सूत्र से मिलान करें और तैयार असेंबली के माप से पुष्टि करें। कार्य बैंड, शक्ति और इंटरफेस की सीमाएँ संबंधित भाग के दस्तावेज से लें।

वेवगाइड के गणितीय संबंध संदर्भ देते हैं। वेवगाइड घटक चुनते समय एक संख्या के साथ वास्तविक बैंड और यांत्रिक इंटरफेस भी देखें।