導波管システムの選び方：帯域・電力・損失など5つの基準

導波管システムは、直管、曲がり、変換部と接続を含む経路全体として選びます。五つの判断軸は帯域とモード、電力、損失予算、機械構成、受入れ検査です。直線部品一つの仕様だけでは全設備を表せません。

1．帯域とモードを定義

周波数の上下限、必要モードと許容反射を決めます。WR-90は通常8.2～12.4 GHz、WR-112は7.05～10 GHzで使用します。接続する各部品にも適合する仕様が必要です。

空気充填の矩形断面ではTE10の遮断周波数はf_c = c/(2a)で、aは広い内寸です。高さbはこの式に現れなくても、ほかのモードや性質に関係します。

遮断周波数と実用帯域は同じではありません。遮断付近や高次モードが可能な周波数では、損失、分散と励振を評価します。

2．平均電力とピーク電力

連続波またはパルス条件、運転時間、負荷と冷却を定義します。平均電力は発熱、ピーク電力は局所電界や放電にも関係します。

銅なら1 kW、アルミニウムなら500 Wという共通則はありません。断面、変換部、窓、表面、圧力と負荷反射が限界を決めることがあります。系全体で最も制約の強い箇所を確認します。

3．損失、位相と分離

長さと部品を一覧にします。反射が小さければ初期予算としてdB損失を加算できます。仮に2 mの直管が0.1 dB/m、変換部二つが各0.15 dBなら、合計は0.5 dBです。

適切な基準条件では約89.1%の電力伝達に相当します。これは製品の保証値ではありません。反射が大きい場合は複素Sパラメータの接続計算または全体測定が必要です。

分岐網では電力配分、位相、分離と終端も確認します。VSWR一つですべての性質を評価することはできません。

4．材料、支持とインターフェース

導電率、質量、製造、接合と環境から材料を選びます。電鋳や押出しという工法名だけで、すべての寸法に共通の公差が決まるわけではありません。宇宙用途のすべてに金めっきが必須ともいえません。

壁厚は剛性、圧力、製造と熱を考えて決めます。単に表皮深さ一つ分ではありません。導電性の表面があっても、機械的に成立する構造とは限りません。

支持位置、熱変位と保守空間を図示します。柔軟部には曲げ面、半径とねじり条件、回転接合部には回転数、寿命と角度によるRF変動が必要です。

フランジ、ピン、穴とシールを照合します。同じWRサイズでもすべてのフランジ同士が互換ではありません。導電テープを巻くだけで精密接合を置き換えられるわけではありません。

5．システム試験と受入れ

校正と基準面をそろえて全帯域を測定します。反射、伝送、必要に応じて位相と群遅延を保存します。多ポートで未使用の端子は定めた条件で終端します。

小信号VNA試験では、気密、繰返し運動寿命や高電力耐性までは確認できません。要求に試験を対応させて合格基準を合意します。

問い合わせに必要な資料

分野	記載内容
RF	帯域、モード、損失、位相と反射。
運転	電力、パルスと負荷。
構成	経路図と接続面。
環境	温度、圧力と振動。
受入れ	方法、基準と測定データ。

導波管の関係式でモードと寸法を確認し、Dolph Microwaveの導波管部品をほかの構成要素と合わせて選定します。材料名だけでシステムを決めないことが重要です。