도파관–동축 전이부는 동축 선로의 장을 도파관의 지정 모드에 결합합니다. 예를 들어 동축 계측기를 도파관 부품에 연결할 때 사용합니다. 기계적 접속뿐 아니라 모드 여기와 정합을 수행하는 RF 부품입니다.
동축의 TEM과 도파관의 TE
균일한 매질의 이상적 동축은 기하학적인 하한 차단 없이 TEM을 전달할 수 있습니다. 하나의 도체 경계로 둘러싸인 일반적인 빈 금속 도파관은 TE나 TM을 지지하며 같은 TEM 모드를 지원하지 않습니다.
공기 충전 직사각형에서는 보통 TE10이 기본 모드입니다. 전기 프로브는 전계에, 루프는 자속에 결합하며 배치와 방향은 목표 모드에 맞춥니다.
차단과 권장 사용 대역
TE10의 차단은 fc = c/(2a)이고 a는 내부의 넓은 변입니다. WR-90은 22.86 × 10.16 mm이며 차단은 약 6.56 GHz, 통상 사용 대역은 8.2～12.4 GHz입니다. 8.2 GHz 자체가 이론적 차단은 아닙니다.
일반적인 WR-137은 5.85～8.2 GHz, WR-34는 22～33 GHz에서 사용합니다. 단면 이름과 다른 표의 대역을 섞지 말고 해당 부품의 실제 보증 범위를 확인합니다.
차단 아래의 모드는 균일한 이상적 도파관에서 일반적인 진행파로 전파하지 않습니다. 상위 모드의 차단을 넘으면 추가 모드가 가능하므로 전이부는 지정된 대역과 모드에서 평가합니다.
동축의 TEM에 하한 차단이 없더라도 도파관을 포함한 전이부 전체가 DC부터 동작하는 것은 아닙니다.
프로브와 후면 단락의 역할
프로브 길이, 위치, 후면 단락과의 거리 및 정합 요소가 반사와 전송을 결정합니다. 1/4파장 간격은 특정 구조의 초기 설계에 활용될 수 있지만 모든 부품의 공통 치수는 아닙니다.
TE10에서는 λg = λ0/√[1−(fc/f)²]입니다. WR-90의 10 GHz에서 약 39.7 mm이며, 자유공간 파장 약 30.0 mm와 다릅니다.
실제 프로브와 주변 유전체, 프린징 장 때문에 최적 전기 길이는 단순한 계산값과 달라질 수 있습니다. 구조 전체를 해석하고 측정합니다.
50 Ω 기준과 장 임피던스 구분
동축 포트는 50 Ω을 기준으로 할 수 있습니다. 공기 충전 도파관의 TE 장 임피던스는 η/√[1−(fc/f)²]로 모드와 주파수에 따라 바뀝니다.
WR-90의 10 GHz에서는 약 499 Ω이지만, 이것을 동축의 단자 저항과 동일한 정의로 취급하지 않습니다. S파라미터 해석에는 포트 정규화와 기준면이 일관되어야 합니다.
반사와 통과를 검사
전체 사용 대역에서 반사와 전송을 봅니다. VSWR 1.2 미만은 특정 설계의 목표일 수 있어도 모든 전이부가 자동으로 갖는 값은 아닙니다.
커넥터, 도파관, 결합 구조와 접촉면이 조립품의 성능을 함께 제한합니다. 도파관과 케이블 손실의 dB 수치가 다섯 배 차이 난다고 전력 효율이 곧 다섯 배가 되지는 않습니다.
두 전이부를 맞댄 시험에는 다중 반사와 중간 구간이 포함됩니다. 검토 없이 총손실을 절반으로 나눠 단품 손실로 쓰지 않습니다.
전력과 설치
평균·피크 전력, 압력, 온도와 부하 반사를 지정합니다. 프로브, 절연체나 커넥터가 도파관 본체보다 먼저 제한될 수 있습니다. 작은 신호 시험은 고전력 검증과 다릅니다.
양쪽 인터페이스, 플랜지, 방향과 기계 하중을 확인합니다. 전이부는 케이블 모뎀이나 프로토콜 변환기가 아니며, 전자기 전송 구조를 연결합니다.
주문·시험에 필요한 정보
- 주파수와 원하는 모드.
- 동축 규격, 임피던스와 접점 형식.
- 도파관 단면, 플랜지와 장착 조건.
- 반사·손실 및 측정 기준면.
- 전력과 사용 환경.
도파관 관계식과 표준 치수를 확인하고, 도파관–동축 어댑터는 실제 연결 장비와 완성 사양을 기준으로 비교하십시오.
