Guias retangulares e circulares diferem principalmente por modos, frequências de corte, polarização e faixa de propagação fundamental. Com a > b, o modo dominante retangular é TE10; no circular, TE11. A forma sozinha não garante menor perda ou maior potência.
1. Seção e simetria
O retângulo usa largura interna a e altura b; o círculo, raio r ou diâmetro D = 2r. Uma abertura 23 × 10 mm é retangular, não quadrada.
No quadrado, TE10 e TE01 têm o mesmo corte; no retângulo não quadrado, cortes distintos. No círculo ideal, a família TE11 tem dois estados de polarização ortogonais com o mesmo corte.
Essa simetria influencia projeto e excitação. A forma exterior da flange não precisa coincidir com a abertura RF.
2. Calcular o corte
No modelo com ar, fc,TE10 = c/(2a). Para o círculo, fc,TE11 ≈ 1,8412c/(2πr) = 1,8412c/(πD). Use metros.
Com a = 30 mm o corte retangular é cerca de 5,00 GHz; com D = 30 mm o circular é cerca de 5,86 GHz. São geometrias diferentes, não uma comparação com áreas iguais.
O fator 1,8412 vem de uma raiz da derivada de uma função de Bessel. Trocar raio por diâmetro causa um erro de fator dois.
3. Modos superiores e polarização
O próximo corte circular usual pertence a TM01, com fator aproximadamente 2,4048. A relação entre limites da região em que só a família TE11 pode propagar é cerca de 1,306.
No retângulo, TE20 e TE01 participam da definição do próximo corte. Com a/b = 2 a relação ideal é 2. A banda prática especificada mantém margens; não há ganho fixo de 30% de banda para qualquer construção.
Abertura circular não cria automaticamente polarização circular. São necessárias componentes ortogonais de mesma amplitude e diferença de fase próxima de ±90°. OMT, polarizador e excitação precisam ser adequados.
4. Atenuação e potência
Condução, superfície, dimensões, modo e frequência definem atenuação. Valores comuns a todos de 0,1 dB/m para retângulos e 0,3 dB/m para círculos não sustentam uma escolha.
O modo circular TE01 é interessante em certos percursos de baixa perda, mas não é o fundamental TE11. Controle sua excitação, transições e conversão de modos.
Os limites de potência dependem de picos de campo, calor, pressão, pulsos, refrigeração e transições. A forma redonda não garante maior tolerância a ruptura elétrica. Especifique média e pico separadamente.
5. Instalação e custo completo
Guias retangulares permitem compor percursos com curvas e torções apropriadas. Seções circulares são úteis, entre outras aplicações, em estruturas de alimentação com simetria de rotação.
Uma conexão mecanicamente giratória entre tubos não substitui um acoplamento rotativo RF projetado. Mancais, campos e vedação devem permitir o movimento.
Tolerâncias dependem da frequência, superfície e componente. Não existe uma regra universal de ±0,0005 inch para circular e ±0,001 inch para retangular. Compare percurso, transições, montagem e testes no orçamento.
Dados para a comparação
| Área | Dados |
|---|---|
| Propagação | Frequências, modo e meio. |
| RF | Perda, reflexão e pureza de polarização. |
| Potência | Média, pico e condições. |
| Mecânica | Dimensões internas, flanges e rota. |
Use as equações de guia e a calculadora circular para conferir. Compare guias Dolph Microwave pelas interfaces e condições realmente necessárias.
