Миллиметровые волноводы полезны при проектировании потерь RF-тракта, экранирования, размеров, мощности и измерительных интерфейсов. Сама металлическая труба не гарантирует 100 Gbit/s, десятикратного превосходства над оптоволокном или фиксированного снижения стоимости.
Какая структура рассматривается
Миллиметровыми обычно называют 30–300 GHz с длиной волны в свободном пространстве около 10–1 mm. Здесь речь преимущественно о полых металлических RF-волноводах. Диэлектрические направляющие, SIW и оптические волокна требуют других моделей.
Передача внутри трубы и распространение между антеннами различаются. Замена внутреннего фидера не устраняет дождь, затенение или многолучёвость внешнего радиоканала.
1. Снижение потерь конкретного тракта
Воздушное заполнение позволяет избежать потерь сплошного диэлектрика, но остаются потери проводящих стенок. Значения зависят от размеров, проводимости, поверхности, частоты и моды.
Сравнивайте прямые части вместе с фланцами, изгибами, окнами и переходами. Для каждого WR-15 не установлена общая потеря 0,03 dB/m на 60 GHz.
При корректно определённых условиях 1 dB потери соответствует передаче примерно 79,4% мощности. Используйте одинаковый вход и опорные плоскости.
2. Управление полем металлическими границами
Замкнутая металлическая структура может ограничивать поле и уменьшать связь соседних трактов. Щели соединений, отверстия, окна и подключения остаются возможными путями утечки.
Все волноводы не обладают одинаковой развязкой −80 или −90 dB. Для оценки нужны частота, позиции и метод. Внутри также возникают отражения и высшие моды на неоднородностях.
3. Сечение для короткой волны
С ростом частоты подходящее сечение может уменьшаться. WR-15 имеет номинальные внутренние размеры 3,7592 × 1,8796 mm и обычную полосу 50–75 GHz.
Для WR-12 типичны 3,0988 × 1,5494 mm и 60–90 GHz. Это внутренний проём, не внешний размер с фланцами, стенками и креплением.
Разные стандарты нельзя объединять в один диаметр 3 mm. Меньшая структура также повышает значимость допусков, совмещения и состояния поверхности.
4. Определённый мощностной режим
Подходящий волновод может передавать большую RF-мощность, но средние, пиковые и импульсные параметры различаются. Ограничивать могут локальное поле, тепло, отражение, давление, окно или переход.
Не приписывайте всем изделиям E-диапазона киловаттный номинал. Измерение VNA на малом сигнале не заменяет проверки мощностного режима.
5. Связь фильтров, антенн и измерительных приборов
Компоненты соединяют фильтры, рупоры, делители и частотные расширители. Согласованные моды, опорные плоскости и калибровочные меры задают понятные границы испытания.
Одна маркировка WR не гарантирует совместимость всех фланцев. Проверьте поверхности, совмещение, ориентацию и герметизацию.
Полоса и скорость данных
Скорость требует полосы, SNR, модуляции, кодирования и оборудования. В идеальном канале с аддитивным белым гауссовым шумом C = B log2(1+SNR). При B = 1 GHz и SNR = 10 dB получается около 3,46 Gbit/s.
Это пример идеального предела, не реальная спецификация. Частоту RF-несущей нельзя непосредственно сравнивать со скоростью оптоволокна. Пассивный волновод не сокращает автоматически задержку протокола или сервера.
Данные для выбора
Запишите полосу, потери и фазу, мощность, размеры, среду, количество и обслуживание. Включите переходы, калибровку, монтаж и повторные соединения в стоимость.
Таблица размеров и отношения распространения помогают начать расчёт. Далее используйте данные модели, а не необоснованные 15–20 лет без обслуживания.
