도파관 손실을 줄이려면 전파 손실, 연결 손실과 반사의 영향을 먼저 구분합니다. 속이 빈 금속 도파관과 광도파로는 주요 손실 원리가 다릅니다. 여기서는 마이크로파 금속 도파관의 다섯 개선 방법과 광도파로와의 차이를 설명합니다.
1. 기준면과 손실 내역을 정한다
VNA 삽입 손실에는 기준면 사이의 직선 구간, 굽힘, 플랜지와 변환기 및 반사가 포함됩니다. 케이블과 어댑터까지 들어간 값을 곧바로 직선 도파관의 dB/m라고 하지 않습니다.
적절한 도파관 교정법과 표준기를 선택하고 기준면을 기록합니다. S21과 S11을 함께 보며 재연결에 따른 변동을 확인합니다. 길이가 다른 시편으로 단위 길이 손실을 추정한다면 단면, 재료와 연결 조건이 비교 가능해야 합니다.
2. 차단 주파수보다 충분히 높은 사용 대역을 고른다
공기 충전 WR-90의 TE10 차단은 약 6.56 GHz이고 일반적인 사용 범위는 8.2–12.4 GHz입니다. 차단 주파수의 90%에서 손실을 최소화한다는 방법은 잘못입니다. 차단 아래이므로 보통의 TE10 진행파로 전파하지 않습니다.
차단 근처에서는 분산과 도체 손실이 커질 수 있습니다. 개별 부품의 보증 범위를 확인하십시오. 단면 확대가 유리한 경우도 있지만 고차 모드와 설치 조건도 변하므로 무조건 크게 만들지 않습니다.
3. 재료·표면·도금을 평가한다
좋은 도체의 근사에서 표면 저항은 Rs ≈ √(πfμ/σ)입니다. σ는 전도도입니다. 표면 저항의 Ω과 체적 저항률의 Ω·m는 다릅니다.
같은 형상, 주파수와 투자율에서 전도도를 두 배로 하면 표면 저항은 약 0.707배이지 절반이 아닙니다. 이 관계도 제품의 전체 손실이 같은 비율로 줄어든다고 보증하지 않습니다.
거칠기, 접합과 도금 두께·상태가 고주파 손실에 영향을 줍니다. 금은 접촉과 내식성 때문에 선택될 수 있으나 구리보다 항상 손실이 낮지 않습니다. 모든 부품에 3–5 μm나 같은 거칠기를 지정하지 말고 실제 주파수와 공정으로 검증합니다.
4. 연결부와 경로를 개선한다
플랜지 종류, 개구 방향, 정렬과 접촉면을 확인합니다. 같은 WR이어도 모든 플랜지가 호환되지는 않습니다. 제품 지침에 따라 조이고 변형을 피합니다.
불필요한 변환과 굽힘을 줄이고 필요한 부품은 대역에 맞게 사용합니다. 기계적으로 연결된다고 RF 성능이 맞는 것은 아닙니다. 표면을 손상시키는 현장 연마를 측정 없이 개선으로 간주하지 않습니다.
5. 환경과 재현성을 관리한다
물, 오염, 부식과 온도 변화를 점검합니다. 건조 가압 시스템은 대응 설계에서 사용하며 모든 도파관에 0.5–1 bar를 넣는 공통 절차로 삼지 않습니다. 창, 실과 연결 장비의 허용 조건도 필요합니다.
개선 전후는 같은 대역과 기준면에서 비교합니다. 한 주파수에서 S21만 좋아졌다면 전체 대역의 반사와 지연을 추가 확인합니다.
계산 예: 직선 구간과 접합을 구분
가정한 직선 손실 0.10 dB/m, 길이 2 m, 다른 정합 부품의 합계 손실 0.15 dB라면 간단한 예산은 0.35 dB입니다. 직선 손실만 0.08 dB/m로 개선하면 합계 0.31 dB로, 차이는 0.04 dB입니다.
이것은 계산 설명용입니다. 반사가 큰 경로에서는 단순 합산과 다를 수 있습니다. 근거 없이 전체 손실의 30–70% 감소를 약속하지 않습니다.
광도파로에서는 무엇이 다른가
광학에서는 재료 흡수, 측벽 산란, 굽힘 방사, 모드 변환과 입출력 결합을 검토합니다. 재료 이름만으로 dB/cm를 정할 수 없고 파장과 형상이 필요합니다. 전파 손실과 결합 손실을 구분하는 생각은 유용하지만 금속 표면 저항 공식을 그대로 적용하지 않습니다.
금속 도파관 손실과 광도파로의 설명을 참고하고, Dolph Microwave 도파관 부품은 경로와 환경을 포함한 사양으로 선택하십시오.
