도파관이나 광도파로에 코너와 굴곡을 넣으면 손실, 반사, 모드, 위상, 국부 전계와 제작 조건이 달라질 수 있습니다. 금속 RF 도파관, 광섬유와 집적 광도파로는 경계 조건이 다르므로 같은 곡률 반경이나 dB 값을 일괄 적용하지 않습니다.
먼저 도파 구조를 확인하기
금속 도파관은 도체 벽으로 장을 제한합니다. 광섬유와 많은 집적 광도파로는 굴절률 분포로 빛을 가둡니다. 주파수, 단면, 재료와 전파 모드를 명확히 합니다.
같은 90° 방향 전환이라도 반경, 단면 변화와 연결이 다르면 응답이 달라집니다. 광섬유의 dB/km와 칩 도파로의 dB/cm도 구분해야 합니다.
1. 추가 손실
RF 벤드에서는 추가 길이, 도체 손실, 반사와 모드 변환을 평가합니다. 광학 굴곡에서는 구속 조건이 달라져 방사 손실이 늘 수 있습니다.
전송이 줄어든 양이 전부 벤드 안에서 열이 되는 것은 아닙니다. 반사, 다른 모드와 외부로 나가는 전력을 나눠 봅니다.
모든 구조에 굴곡당 0.1–3 dB를 할당하지 않습니다. 3 dB가 약 절반의 전송이라는 환산은 가능하지만 특정 반경의 손실 예측에는 해당 구조의 데이터가 필요합니다.
2. 반사와 정합 변화
급격한 불연속은 반사를 만들 수 있습니다. RF에서는 곡선, 마이터 형상이나 정합 요소를 필요한 대역에 맞춰 설계합니다. 관을 직각으로 연결하는 것만으로 고성능 벤드가 되지는 않습니다.
리턴로스 20 dB는 반사 전력 1%와 VSWR 약 1.22에 해당합니다. 표시를 읽는 예이지 모든 벤드의 보증값은 아닙니다.
3. 모드 변환
단면이나 방향이 바뀌면 추가 장 성분이 생깁니다. 전파 가능한 상위 모드로 에너지가 옮겨가는 경우와 국부적인 감쇠장 성분을 구분합니다.
광도파로에서도 모드나 편광의 결합이 생길 수 있지만 굴절률 차, 치수와 형상이 중요합니다. 굽히면 반드시 10–20%가 다른 모드로 변한다는 규칙은 없습니다.
4. 위상·군지연과 경로 길이
길이 증가와 분산은 위상 및 군지연에 영향을 줍니다. 금속 도파관의 관내 파장은 자유공간 파장과 다릅니다. WR-90의 10 GHz에서 약 39.7 mm이며 자유공간의 약 30.0 mm와 같지 않습니다.
적절한 조건에서 군지연은 −dφ/dω로 구하고 교정과 위상 펼침을 확인합니다. 위상이 5–15% 이동한다는 말은 기준이 불명확합니다. 데이터율 10 Gbit/s만으로 벤드 지연이나 온도 상승을 정할 수도 없습니다.
5. 국부 전계·발열과 전력 한계
형상과 접점에 따라 장이나 전류가 집중될 수 있습니다. RF 방전과 광학 손상은 피크, 평균, 재료, 결함과 환경에 의존합니다.
모든 코너가 1 kW에서 방전하거나 90° 굴곡에서 8–12 °C 상승한다는 문턱값은 없습니다. 실제 소모 전력과 열이 빠져나가는 경로를 평가합니다.
6. 제작·설치와 인접 경로
굴곡이 늘면 가공, 지지와 치수 확인이 달라집니다. RF는 플랜지 방향과 하중, 광케이블은 인장 중과 설치 후의 굴곡 조건을 확인합니다.
반경과 지름은 두 배 차이이므로 제조사 문서의 정의를 확인합니다. FOA 설명도 개별 케이블의 한계를 확인하도록 안내하며 일반 배수를 모든 케이블에 그대로 적용하는 근거가 아닙니다.
이웃 도파로로의 결합은 간격, 차폐, 구속과 모드에 의존합니다. 금속 벽으로 분리된 RF 벤드와 광칩의 이웃 곡선은 누화 평가가 다릅니다.
개선과 검증
큰 반경은 일부 불연속 효과를 줄일 수 있지만 길이와 면적을 늘립니다. 2λ 이상 또는 방향 전환 30° 미만을 보편 기준으로 쓰지 말고 완성 경로를 필요한 대역에서 비교합니다.
RF는 교정된 S-파라미터, 광학은 해당 삽입 손실·반사 및 필요한 진단법을 사용합니다. 제작 후와 설치 후 조건을 기록합니다.
RF 도파관 관계식과 FOA의 광케이블 굴곡 반경 설명을 참고하십시오. 일반적인 굴곡 손실표보다 재료와 치수가 명확한 데이터가 중요합니다.
