Для выбора волновода или коаксиального кабеля сравните рабочую полосу, потери всего пути и среднюю/пиковую мощность при одинаковых условиях. Здесь задача — составить бюджет из спецификаций линии и соединений, а не выбрать победителя только по названию конструкции.
1. Сначала определить допустимую полосу
Задайте края диапазона, температуру и отражение, а не только центральную частоту. Правило «коаксиал до 18 GHz, волновод выше 30 GHz» неверно. Диапазон ограничивают также разъёмы, переходы и окна.
В волноводе проверяют основной и высшие моды. У коаксиала пределы связаны с линией, диэлектриком и соединителями. Одну точку потерь внутри полосы нельзя без основания линейно продолжать за её границы.
WR-90 имеет внутренние размеры 22,86 × 10,16 мм, TE10-cutoff около 6,56 GHz и обычную рабочую полосу 8,2–12,4 GHz. Уже этот пример показывает работу волновода ниже 30 GHz.
2. Считать линию вместе с переходами
Волновод имеет потери в стенках, коаксиал — в проводниках и диэлектрике. Воздушный волновод может избежать потерь сплошного диэлектрического заполнения, но не становится без потерь.
Сравнивайте частоту, длину, температуру, изгибы и данные модели. Не приписывайте каждому RG-405 0,5 dB/m или каждому волноводу менее 0,1 dB/m.
При малом отражении первичная оценка Ltotal = αℓ + ΣLparts, где α в dB/m, ℓ в метрах, потери деталей в dB. При существенных отражениях нужен каскад комплексных S-параметров.
| Вариант | Линия 2 м | Соединения | Итого |
|---|---|---|---|
| A | 0,20 dB/m × 2. | 0,30 dB. | 0,70 dB. |
| B | 0,08 dB/m × 2. | 0,70 dB. | 0,86 dB. |
У B меньше потерь на метр, но больше в соединениях. В этом примере равенство достигается при длине (0,70−0,30)/(0,20−0,08) ≈ 3,33 м. Для реального проекта нужны входные данные конкретных компонентов.
Переход от dB к мощности
Отношение переданной мощности равно 10−L/10. Для 0,70 dB это около 85,1%, для 0,86 dB — около 82,0%. Не считайте любую измеренную вставную потерю полностью тепловой: часть мощности может отражаться или уходить в другие моды.
В приёмнике потери до LNA и после него по-разному влияют на системный шум. Одинаковая сумма dB не всегда означает одинаковую чувствительность.
3. Мощность, движение и среда
Разделите среднюю и пиковую мощность, задайте импульсы, охлаждение, давление и отражение нагрузки. Фланец, окно или переход могут оказаться ограничивающим элементом.
Коаксиальный кабель удобен для гибкой разводки, но имеет минимальный радиус изгиба и условия многократного движения. Волноводные изгибы, скрутки и гибкие участки тоже требуют своих данных о потерях и ресурсе.
Металлическая оболочка не гарантирует бесконечное экранирование. Соединения, щели и качество контакта важны для обеих технологий; сравнивайте заданные измерения, а не общую репутацию.
Разъёмы и приёмка
Переходник коаксиал–волновод входит в полный путь. Проверьте интерфейсы и ориентацию. Волновое сопротивление моды зависит от частоты и не является просто постоянным резистором 50 Ω.
Запросите S-параметры, условия мощности, температурные пределы и механические ограничения. Типичные значения и гарантированные максимумы не должны смешиваться в одной сравнительной строке.
Измеряйте между согласованными опорными плоскостями и учитывайте повторяемость сборки. Основы приведены в математике волноводов; компоненты Dolph Microwave выбирают по реальным частотам и интерфейсам.
