У прямого участка волновода нет общего предела в десять длин волн. Длина определяется потерями, фазой, задержкой, опорами, изготовлением, перевозкой и средой. Максимальная длина одной детали отличается от длины всей трассы, собранной из нескольких секций.
Десять волн не являются барьером
Однородный волновод переносит выбранную моду в её полосе распространения. Удлинение увеличивает потери и задержку, но не останавливает волну точно на отметке 10λ.
Для воздушного WR-90, TE10 на 10 GHz свободная длина волны примерно 30,0 mm, а направляемая — 39,7 mm. В одном метре около 25,2 направляемых волн. Это число само по себе не доказывает непригодность секции.
Бюджет потерь
При малых отражениях начальная оценка Lобщ = αℓ + ΣLкомпонентов, где α выражено в dB/m, ℓ — в метрах. Используйте одинаковые условия и совместимые плоскости отсчёта для прямых участков, соединений и других деталей.
Если допустим 1,0 dB, другие компоненты расходуют 0,3 dB, а α = 0,15 dB/m, остаётся (1,0−0,3)/0,15 ≈ 4,7 m. Это условный пример, а не рекомендуемая длина конкретного изделия.
Добавьте запас на температуру, производство и неопределённость. При значительных отражениях используйте каскадирование комплексных S-параметров или измерение сборки: простая сумма скалярных потерь не описывает все взаимодействия.
Фаза и групповая задержка
При β = 2π/λg фазовая длина равна βℓ. Длина, температура и частота влияют на фазу. В питании решётки или интерферометре разность фаз может ограничить проект раньше потерь.
Групповая задержка определяется длиной и групповой скоростью. Вблизи отсечки усиливается дисперсия. Для широкополосных и импульсных сигналов одной фазы на центральной частоте недостаточно.
Одна деталь или несколько секций
Длинная деталь сокращает число стыков, но усложняет обеспечение прямолинейности, транспортировку, монтаж и замену. Деление облегчает обращение, добавляя интерфейсы и потенциальные места утечки.
Расстояние между опорами зависит от сечения, материала, ориентации, вибрации и температуры. Универсальный шаг опор отсутствует. Не стягивайте фланцами жёсткие секции, чтобы компенсировать ошибку расположения.
Давление и наружная установка
Герметичная трасса требует согласованных фланцев, окон, осушки и допуска утечки. Длина прямого участка сама по себе не определяет пригодность к вакууму или избыточному давлению.
Эллиптические и гибкие конструкции имеют свои моды, геометрию и ограничения обращения. Их нельзя считать обычной жёсткой прямоугольной трубой. На улице учитывайте воду, конденсацию и механическую защиту.
Исходные данные и приёмка
- Крайние частоты, мода и допустимое отражение.
- Геометрия трассы, изгибы, длины и соединения.
- Общий бюджет потерь, фазы и задержки.
- Средняя и пиковая мощность, температура, давление и вибрация.
- Опоры, перевозка, разбиение и доступ для замены.
Проверьте размеры, поверхности и внутреннее состояние, затем измерьте в предусмотренных плоскостях. Изменение после установки может быть вызвано нагрузкой на соединение, а не только длиной.
Используйте уравнения распространения и модели потерь. Максимальную цельную секцию согласуйте с чертежом и производственным процессом.
