レーダーの導波管は、送信機、デュプレクサー、アンテナなどのRFブロック間で電磁エネルギーを運びます。適切な形状によって必要なモードを導き、損失と反射を管理します。導波管自体がレーダー信号を生成したり、目標までの距離を計算したりするわけではありません。
レーダーの信号経路での位置
集中型送信機の構成では、切替え、分離や測定の部品を介して信号源とアンテナを結ぶことがあります。受信にも使う経路では、送信から受信機を保護し、エコーを適切に受信側へ送る構成が必要です。
すべてのレーダーに長い導波管があるわけではありません。小型機器や分散モジュール型アレイでは、プリント線路、同軸や別の集積方式も使われます。周波数、電力、損失と構造で判断します。
形状が伝搬を決める理由
中空矩形導波管の場は壁面の境界条件を満たします。通常の支配モードはTE10で、空気充填の場合の遮断周波数はfc = c/(2a)です。遮断以下では、そのモードは通常の進行波として伝搬しません。
WR-90の内寸は22.86 × 10.16 mm、TE10遮断は約6.56 GHz、一般的な実用帯域は8.2～12.4 GHzです。2～40 GHzのレーダーをすべて同じ管で接続できるという意味ではありません。
形状と接続部品を選ぶ
矩形、円形、剛性部と可撓部ではモードと機械条件が異なります。曲がり、ねじり、断面変換や回転接続を含め、経路全体で必要な帯域と偏波を保つ設計が必要です。
アルミニウムや銅などは、導電率だけでなく質量、加工、表面、熱膨張と腐食条件から比較します。材料名やWR番号だけでは全経路の電力容量を決められません。
損失、反射と位相
送信経路の損失はアンテナへ届く電力を減らします。受信の最初の増幅器より前の損失は感度を低下させる場合があります。反射と不連続は定在波や周波数応答の変動に関わります。
材料、表面、周波数、長さ、曲がりと変換部が減衰を決めます。すべてのレーダー導波管に0.1 dB/m未満を保証することはできません。「信号完全性」の固定割合一つでも説明できません。
仮に2 mの区間が0.15 dB/m、その他の部品が0.20 dBなら、整合の相互作用を無視した合計は0.50 dBです。これは計算例であり、製品仕様ではありません。
連続電力とパルス電力
ピークと平均を区別します。矩形パルスではP平均 = Pピーク × τ × PRFが基本関係です。τはパルス幅、PRFは繰返し周波数です。
10 kW、1 μs、1 kHzならデューティ比は0.1%、平均は10 Wです。平均が低くてもピーク時の電界は耐電力上重要です。熱、圧力、湿気、表面欠陥と不連続を別途確認します。この例は任意の管の使用を保証しません。
加圧、フランジと保守
一部の系統では乾燥空気や管理されたガスを環境・絶縁条件のために使います。すべてに窒素が必要なわけではなく、対応仕様のない組立体を加圧することはできません。窓、継手と手順も適合した設計が必要です。
フランジの整列、面、ガスケットと固定を資料に従って確認します。同じWR断面でも異なるフランジの互換性は保証されません。腐食、浸水や表面損傷は復旧前に原因を調べます。
ガイド波レーダー式レベル計との違い
ガイド波レーダー式のレベル計は、プローブに沿って信号を送り、測定対象からの反射を調べます。プローブが測定原理の一部です。自由空間へ放射するレーダーアンテナを金属導波管で給電する構成とは異なります。
技術相談では帯域、経路、平均・ピーク電力、パルス、損失、整合、フランジと環境を指定します。伝搬の基礎を踏まえ、Dolph Microwaveの導波管部品を実際の条件に対して比較してください。
