Un twist in guida d’onda si specifica da sezione, banda, legge di rotazione, lunghezza e conversione modale ammissibile. Angolo geometrico e fase elettrica di trasmissione sono grandezze diverse. θ = arctan(ΔL/πD), senza una geometria definita, non è una formula generale per un twist rettangolare.
Definire funzione e coordinate
Un twist fisso ruota la sezione rettangolare e collega le orientazioni modali richieste alle estremità. Non consente automaticamente rotazione meccanica continua come un giunto rotante RF.
Indica asse z, vista dalla porta scelta, orientazione iniziale, segno e angolo finale. Guardare dalle due estremità può invertire il significato visivo di rotazione oraria.
Angolo e gradiente
Con φ(z) che descrive la rotazione della sezione, θ = φ(L)−φ(0) e il gradiente locale q(z) = dφ/dz. Per una rotazione uniforme, q = θ/L.
90° su 100 mm corrispondono a 0,9°/mm, circa 15,71 rad/m. È un esempio geometrico, non una lunghezza consigliata per ogni WR.
Un profilo graduale può attenuare variazioni brusche alle estremità, senza garantire da solo la banda. Lunghezza, profilo e raccordi richiedono valutazione elettromagnetica.
Taglio e lunghezza d’onda guidata
Per una sezione rettangolare diritta ad aria in TE10, fc = c/(2a), β = (2π/λ0)√[1−(fc/f)²] e λg = 2π/β. Sono scale iniziali, non un modello completo della torsione.
Con WR-42 e a = 10,668 mm, il taglio è circa 14,05 GHz. A 20 GHz, λ0 ≈ 14,99 mm e λg ≈ 21,06 mm. La banda usuale WR-42 è 18–26,5 GHz.
La stessa lunghezza ha fasi diverse alle varie frequenze. Ruotare la sezione di 90° non significa ottenere esattamente 90° nella fase di S21. La costruzione completa cambia campi e riflessioni.
Controllare i modi
Definisci modi di ingresso e uscita nei sistemi locali delle porte. Non confondere la rotazione intenzionale con una componente incrociata indesiderata rispetto a una base globale scelta.
L’eterogeneità può eccitare altri campi e modi. Alcuni restano sotto taglio e decadono vicino al raccordo; altri possono trasportare potenza. Usa porte modali e piani appropriati.
S11 basso e buon S21 della coppia scelta non dimostrano una percentuale arbitraria di purezza modale. Specifica modi inclusi e normalizzazione delle potenze.
Materiale e tolleranze
Il modello comprende conducibilità, rivestimento, superficie e giunzioni. Non aggiungere un riempimento dielettrico arbitrario a un progetto metallico vuoto per correggere un presunto angolo di Brewster non pertinente.
Analizza sensibilità ad angolo, sezione, lunghezza, disallineamento e raccordi. ±0,05 mm non è un requisito comune a tutte le frequenze. Le variazioni termiche dipendono anche da vincoli e gradienti: dilatazione uniforme e deformazione differenziale non sono equivalenti.
Rendere misurabili le richieste
- Rotazione: angolo, segno, basi e piani.
- Trasmissione: modo, banda, perdita e fase.
- Riflessione: entrambe le porte nell’intera banda.
- Modi ulteriori: insieme considerato e metodo.
- Uso: potenza, temperatura, pressione e carichi.
ROE 1,2 significa |Γ| ≈ 0,0909, return loss circa 20,83 dB e potenza riflessa circa 0,826%. S11 = −12 dB indica circa 6,31% di potenza riflessa, non 25%.
Prototipo e verifica
Costruisci la geometria con il profilo definito, controlla convergenza del modello ed esegui analisi in frequenza e tolleranza. Misura il campione con calibrazione appropriata e riconnessioni ripetute, confrontando fase dopo aver allineato basi e piani.
Aggiungi le prove termiche e di potenza necessarie. Non esiste un obbligo comune di ripetere TRL esattamente tre volte o applicare pasta conduttiva su ogni flangia.
Riferimenti: propagazione in guida, sezioni e bande e parametri S.
