도파관과 동축 케이블은 모두 전자기 에너지를 전달하지만 도체 구조, 전파 모드, 대역, 손실·전력 조건과 설치 방식이 다릅니다. 고주파면 무조건 도파관이 낫거나, 동축이 수 GHz까지만 된다는 구분은 정확하지 않습니다.
1．구조와 전류 경로
동축은 중심 도체와 외부 도체 사이에 유전체가 있는 구조입니다. 금속 중공 도파관은 보통 내부에 중심 도체 없이 벽이 전자기장의 경계 조건을 만듭니다.
금속 직사각형 도파관과 광 도파로는 다른 모델입니다. 여기서는 RF용 중공 도파관과 일반적인 동축 전송선을 비교합니다.
2．TEM과 TE·TM
이상적인 균일 동축은 TEM을 지원하며 전기장과 자기장이 진행 방향에 수직입니다. 기본 TEM에는 직사각형 TE10과 같은 하한 차단이 없지만, 실제 조립품의 대역은 접속부와 재료 등에 제한됩니다.
하나의 도체 경계로 둘러싸인 균일 중공 도파관은 TEM을 지원하지 않습니다. 공기 충전 직사각형에서 a > b이면 보통 TE10이 기본 모드이며 차단은 fc = c/(2a)입니다.
동축도 높은 주파수에서는 상위 모드가 가능하므로 적합한 크기와 커넥터가 필요합니다. 외경5 mm라는 정보만으로 상한18 GHz를 결정할 수 없습니다.
3．주파수와 전파 속도
WR-90의 내부는22.86 × 10.16 mm, TE10 차단은약6.56 GHz, 일반적인 사용 대역은8.2–12.4 GHz입니다. 차단 이상이라는 이유만으로 모든 대역을 보장하지 않습니다.
동축의 속도계수는 유전체와 구조에 따라 달라집니다. RG-6나RG-213 같은 계열명만으로 모든 제조사의 손실과 속도가 동일하지는 않습니다.
이상적인 공기 도파관에서는 위상속도가c보다 크고 군속도가c보다 작을 수 있습니다. 이는 정보가 빛보다 빠르게 이동한다는 뜻이 아닙니다. 신호 대역의 분산도 검토합니다.
4．손실과 허용 전력
도파관은 특정 고주파·전력 조건에서 유리할 수 있지만 실제 길이, 표면과 변환기 손실을 합쳐 비교해야 합니다. 작은 동축도 용도에 따라 충분한 성능과 설치 이점을 가집니다.
직선부의dB/m만 비교하지 마십시오. 같은 주파수에서 두 어댑터와 연결부를 포함한 총손실이 필요합니다. 반사가 크면 단순dB 합산 외에 연결망의S파라미터를 사용합니다.
평균 전력은 발열·냉각, 피크 전력은 국부 전계와 방전 조건에 영향을 줍니다. WR-90 전체에 공통으로 몇kW를 보장하거나, 구리 동축이면 항상 더 작다고 정할 수 없습니다.
5．기계와 유지보수
동축은 유연한 형태가 많지만 최소 굽힘, 반복 굴곡과 커넥터 체결을 지켜야 합니다. 도파관도 유연부, 굽힘과 회전 연결부가 있지만 움직임 범위가 각각 지정됩니다.
같은WR이라도 플랜지 형태가 다를 수 있습니다. 기밀이 필요한 구조는 창, 실과 건조계를 포함합니다. 도파관이 항상 방수이거나 동축이 항상 물에 취약한 것은 아니며 실제 조립을 평가합니다.
선택용 비교표
| 조건 | 확인 내용 |
|---|---|
| RF | 전체 대역, 모드와 기준면. |
| 손실 | 길이와 모든 변환·접속. |
| 전력 | 평균·피크, 온도와 부하. |
| 실장 | 공간, 질량, 움직임과 지원 구조. |
| 시험 | 반사, 전송과 요구 환경. |
