직사각형 도파관 계산기는 차단 주파수, 차단 파장과 관내 파장을 확인하는 도구입니다. 신뢰할 수 있는 결과를 위해 내부 치수, 동작 주파수, 모드와 충전 매질을 지정합니다. 이 계산만으로 감쇠, 허용 전력과 플랜지 호환성이 결정되지는 않습니다.
1. 계산 모델 선택
아래 식은 공기로 채운 균일한 직사각형 금속 도파관의 이상화된 모델입니다. 리지, 부분 유전체 충전이나 복잡한 비균일 구조에 그대로 사용하지 않습니다.
일반적인 a > b 단면에서 기본 모드는 TE10입니다. TEmn은 두 지수 중 하나가 0일 수 있지만 둘 다 0일 수 없습니다. TMmn은 두 지수 모두 1 이상이어야 하므로 TM10을 선택하면 물리적으로 맞지 않습니다.
2. 내측 치수와 단위 입력
WR-90은 a = 22.86 mm, b = 10.16 mm입니다. SI 식에는 0.02286 m와 0.01016 m를 사용합니다. 10 GHz는 10 × 109 Hz이며 계산기가 단위를 자동 변환하는지 확인합니다.
관의 외측 치수를 입력하지 않습니다. 벽 두께는 외형을 바꾸지만 차단 조건에 쓰는 영역은 내부입니다. b가 항상 a/2라고 가정하지 말고 두 치수를 모두 확인합니다.
3. 차단 주파수와 차단 파장
일반식은 fc,mn = (c/2)√[(m/a)² + (n/b)²]이며 c = 299,792,458 m/s입니다. TE10에서는 fc = c/(2a)로 줄어듭니다.
WR-90의 TE10 차단은 약 6.56 GHz입니다. 자유공간 기준 차단 파장 λc = c/fc = 2a는 45.72 mm입니다. 이것은 10 GHz에서 관을 따라 측정하는 파장이 아닙니다.
4. 동작 주파수에서 관내 파장
f > fc일 때 λg = λ0/√[1−(fc/f)²]이며 λ0 = c/f입니다.
| 항목 | 근삿값 |
|---|---|
| 자유공간 파장 λ0 | 30.0 mm. |
| 차단 파장 λc | 45.72 mm. |
| 관내 파장 λg | 39.7 mm. |
f = fc에서는 이상식의 분모가 0이 됩니다. 차단 아래에서는 해당 모드의 보통 진행파에 대한 실수 파장이 없고 장이 소멸파 형태가 됩니다. 제곱근 안의 음수를 절댓값으로 바꿔 수치를 만들어내지 않습니다.
차단 아래 감쇠도 주파수와 구조에 따라 달라집니다. 모든 경우에 30 dB/cm라는 상수를 적용하지 않습니다.
5. 실제 대역과 구조에 대조
WR-90의 통상 권장 대역은 8.2～12.4 GHz입니다. 다음 차단인 TE20은 약 13.11 GHz입니다. 기본 차단보다 조금 높은 것만으로 손실과 분산이 적절한 것은 아니며, 고차 차단 위에서는 다중 모드 전파가 가능해집니다.
고차 모드가 전파 가능하다는 것과 실제 불연속부에서 그 모드가 얼마나 여기되는지는 다른 질문입니다. 필요하면 전이부와 굽힘을 포함한 해석·측정을 수행합니다.
감쇠 계산에는 도전율, 형상, 주파수와 표면 상태가 필요합니다. 0.02 dB/m를 모든 WR-90의 고정값으로 사용하지 않습니다. 이음, 플랜지, 창과 굽힘도 영향을 줍니다.
보고서와 독립 확인
입력, 모델, 매질, 모드, 단위와 출력을 기록합니다. 허용 전력과 연결 규격은 별도 부품 자료로 확인합니다. 중요한 경로는 수식 재계산과 조립체 측정으로 검증합니다.
도파관 계산식을 참고하십시오. Dolph Microwave 도파관 부품은 계산 결과 하나보다 전체 대역과 기계 인터페이스로 선정합니다.
