Una transizione guida d’onda-coassiale accoppia il campo della linea coassiale al modo previsto nella guida. Permette, per esempio, di collegare uno strumento coassiale a un componente in guida. La funzione è eccitazione modale e adattamento, non soltanto unione meccanica di due aperture.
TEM nel coassiale e modi della guida
Una linea coassiale ideale con riempimento omogeneo supporta TEM senza una frequenza geometrica inferiore di taglio non nulla. Una normale guida metallica cava con un solo contorno conduttore chiuso supporta modi TE e TM, non lo stesso TEM.
Nella guida rettangolare ad aria il modo fondamentale è normalmente TE10. Una sonda può accoppiarsi al campo elettrico, un anello al magnetico; posizione e forma devono corrispondere alla distribuzione del campo.
Taglio e banda operativa
Per TE10, fc = c/(2a), dove a è il lato interno maggiore. WR-90 misura internamente 22,86 × 10,16 mm, con taglio circa 6,56 GHz e banda usuale 8,2–12,4 GHz.
Sotto il taglio non si ha la normale propagazione di quel modo nella sezione ideale uniforme. A frequenze superiori possono propagarsi ulteriori modi. La transizione va valutata nella banda definita con i modi pertinenti.
L’assenza di quel taglio inferiore TEM nel coassiale non significa che l’intera transizione funzioni in continua. La guida e gli altri elementi mantengono i propri limiti.
Sonda, parete di chiusura e adattamento
Lunghezza e posizione della sonda, distanza dalla parete posteriore e strutture di adattamento influenzano la risposta. Un quarto d’onda è una stima iniziale per alcune geometrie, non una quota universale.
Per TE10, λg = λ0/√[1−(fc/f)²]. In WR-90 a 10 GHz vale circa 39,7 mm, mentre la lunghezza libera è circa 30,0 mm.
Campi di bordo e sonda reale modificano la lunghezza elettrica ottimale. Includi materiali, connessioni e condizioni al contorno invece di scegliere la distanza dalla sola onda libera.
Impedenza del campo e riferimento a 50 Ω
La porta coassiale può avere impedenza di riferimento 50 Ω. L’impedenza d’onda del campo TE nella guida ad aria è η/√[1−(fc/f)²] e dipende dalla frequenza.
In WR-90 a 10 GHz è circa 499 Ω. Non è semplicemente la stessa impedenza di morsetto della linea coassiale. Leggi i parametri S con riferimenti e normalizzazione modale coerenti.
Che cosa dimostra la misura
Misura riflessione e trasmissione su tutta la banda. ROS inferiore a 1,2 o una perdita specifica possono essere requisiti, non proprietà garantite di ogni transizione.
Connettore, guida, struttura di eccitazione e superfici limitano l’insieme. Un buon connettore da solo non dimostra né banda completa né basse perdite.
Due transizioni collegate in cascata risentono di riflessioni multiple e tratto intermedio. Non sempre è corretto dividere per due la perdita misurata per assegnarla al singolo componente.
Potenza e installazione
Definisci potenza media e di picco, pressione, temperatura e riflessione del carico. Sonda, isolante o connettore possono limitare la potenza prima della guida. Un controllo a piccolo segnale non convalida ogni livello operativo.
Controlla flangia, allineamento, orientamento e carichi meccanici. La transizione RF non sostituisce un modem o un convertitore di protocollo: la sua azione è elettromagnetica.
Dati per la connessione
- Banda e modi richiesti.
- Interfaccia coassiale, impedenza e contatti.
- Sezione, flangia e montaggio.
- Riflessione, perdita e piani di misura.
- Potenza e ambiente.
Le relazioni di propagazione spiegano taglio e dispersione. Confronta gli adattatori guida-coassiale con la specifica completa e le apparecchiature effettive ai due lati.
