직사각형–원형 도파관 전환부는 서로 다른 단면을 연결하며 목표 전자기장 모드를 결합합니다. 흔한 조합은 직사각형 TE10과 원형 TE11의 한 방향 성분입니다. 구멍이 기계적으로 맞는다는 사실만으로 낮은 반사와 순수한 모드가 보장되지는 않습니다.
전환부가 수행할 기능
양쪽 주파수 대역, 모드, 편파, 플랜지와 전력을 정의합니다. 형상은 경계 조건과 장 분포를 바꿉니다. 두 개의 고정된 스칼라 임피던스를 연결하는 문제보다 범위가 넓습니다.
단차 또는 연속 테이퍼를 사용할 수 있지만 길이와 프로파일은 설계 변수입니다. 모든 전환부가 10～20파장일 필요는 없습니다. 길이를 파장으로 나타낼 때 자유공간 파장인지 관내 파장인지도 지정합니다.
양쪽의 차단 주파수
공기 충전 직사각형의 TE10 차단은 fc = c/(2a)이며 a는 내폭입니다. WR-90의 내측은 22.86 × 10.16 mm, 차단은 약 6.56 GHz이고 일반적인 사용 대역은 8.2～12.4 GHz입니다.
이상적인 공기 충전 원형에서 내경 d에 대해 TE11 차단은 약 1.8412c/(πd), 다음 모드 종류인 TM01 차단은 약 2.4048c/(πd)입니다.
| 모드 | 차단 |
|---|---|
| TE11 | 약 5.17 GHz. |
| TM01 | 약 6.75 GHz. |
따라서 이 단면의 7～11 GHz는 자동으로 엄격한 단일 모드 구간이 아닙니다. 고차 모드가 전파 가능해도 이상적인 대칭 급전에서 약하게 여기될 수 있지만, 제조 오차와 접속의 검증을 생략할 근거는 아닙니다.
TE11과 원형 편파
이상적 원형에는 같은 차단 주파수를 가진 두 직교 TE11 방향이 있습니다. 상대적인 진폭과 위상에 따라 선형 또는 원형 편파를 구성할 수 있습니다.
원형 구멍만으로 원형 편파가 만들어지지는 않습니다. 필요한 경우 편파기를 포함하고 직사각형 포트에 대한 방향과 편파 기준을 정의합니다.
반사와 불필요한 모드 억제
전체 대역에서 프로파일을 최적화합니다. 더 긴 전환은 장 변화를 완만하게 만들 수 있지만 공간과 도체 경로도 늘립니다. 모든 조건에서 더 낮은 손실을 뜻하지는 않습니다.
필요한 포트 모드를 포함해 공차, 편심, 틈과 표면을 해석합니다. 낮은 S11만으로 목표 출력 모드에 도달한 전력 비율을 알 수는 없습니다.
손실과 전력의 정의
정해진 기준에서 0.5 dB의 전송 손실은 약 89.1% 전달 전력입니다. 98%는 약 0.088 dB에 해당합니다. 둘을 동일한 성능 수치처럼 나란히 제시하지 않습니다.
반사, 열로 소모되는 전력과 원치 않는 출력 모드를 구분합니다. 평균·피크 전력, 압력, 온도와 연결된 부하가 시험을 결정합니다. 원형이라는 이유만으로 30～50% 낮은 손실이나 360° 회전에서 일정한 편파 전달을 보장하지 않습니다.
조립 및 인수 검사
- 내측 치수, 플랜지, 방향과 표면을 확인합니다.
- VNA 교정과 기준면을 기록합니다.
- 대역 전체의 반사와 전송을 측정합니다.
- 요구에 맞는 모드 순도와 편파를 검증합니다.
- 필요한 전력·기밀 시험은 별도로 정의합니다.
전환부 두 개를 마주 연결한 시험은 반사와 중간 구간을 평가하지 않은 채 총 손실을 정확히 반으로 나눌 수 없습니다.
차단식은 SPINNER TD-00036 X판 17쪽, 직사각형 모델은 도파관 관계식을 참고합니다. 실제 보증값은 해당 전환부의 도면과 시험 자료에서 확인합니다.
