Les virages sur les guides d'ondes sont des composants micro-ondes passifs qui modifient la direction de la propagation des ondes électromagnétiques tout en minimisant la perte de signal et la distorsion du mode, et ils sont largement utilisés dans les équipements médicaux, le radar, la communication par satellite et les systèmes de transmission micro-ondes. Il existe deux types de virages: les coudes E, le changement ou la déformation du champ E (champ électrique) du signal de propagation; H plis, changeant ou déforment le champ H (champ magnétique) du signal de propagation.
Service de flexion personnalisé
Fabmann s'est engagé à fournir des solutions de fabrication personnalisées à nos clients couvrant différentes options de matériaux telles que le cuivre sans oxygène (C10100 / CW009A), l'aluminium (6061, 6063), le cuivre électrolytique-pitch à piste (C11000 / CW004), le laiton et l'acier inoxydable, et nous pouvons plier l'angle selon vos besoins en conception. Habituellement, l'angle de pliage est de 30 degrés, 45 degrés ou 90 degrés, et la taille du guide d'onde et le type de bride doivent être spécifiés pendant le stade de conception. Nous pouvons fournir un service de flexion personnalisé pour différents matériaux et désignations de guides d'ondes:
- 1. OFHC (CW009A / C101000)
- 2. Cuivre sans oxygène (CW008A / C10200)
- 3. Cuivre (CW004A / C11000)
- 4. Brass
- 5. Aluninum (6061, 6063)
- 6. Acier inoxydable (304, 304L, 316 et 316L)
- 7. Range de guides d'ondes (WR3 à WR650)
Si vous recherchez un spécialiste de la flexion de guide d'onde, Fabmann peut être votre partenaire de confiance.
Considérations de flexion du guide d'onde (perte et VSWR)
Sur la base de l'expérience de flexion des tubes à guide d'onde de Fabmann, plusieurs facteurs clés doivent être pris en compte pour garantir les performances et la fiabilité des virages sur les plis à ondes, et ci-dessous est une courte liste:
√Bend Radius
Il s'agit d'un paramètre critique, le rayon de pliage doit être suffisamment grand pour minimiser la perte de signal et la distorsion du mode. Afin de minimiser la perte de réflexion, le rayon du virage doit être supérieur à deux longueurs d'onde du signal. Le rayon de courbure pourrait également être une cause de micro-cracks. Le rayon de courbure du virage a un effet significatif sur la perte du signal. Le guide d'onde standard WR -90, par exemple, fonctionne dans la plage de fréquences de 8,2 à 12,4 GHz. Afin d'assurer une transmission de signal efficace, il est recommandé que le rayon de flexion soit d'au moins deux à trois fois la largeur du guide d'onde, c'est-à-dire que le rayon de flexion doit être compris entre 22. 86 mm et 45,72 mm. Si le rayon de flexion est trop petit, la perte de réflexionAugmentez considérablement, qui peut atteindre {{0}}. 5 dB ou même plus, tandis qu'un rayon de flexion plus grand peut contrôler la perte inférieure à 0,1 dB. En général, les guides d'ondes plus larges (bandes à faible fréquence) permettent des rayons de pliage plus grands. Bien que les virages plus stricts nécessitent généralement des guides d'ondes plus petits (pour des fréquences plus élevées).
√Contrôle de mode
Assurez-vous que le mode dominant (par exemple, Te₁₀ dans les guides d'ondes métalliques rectangulaires) est préservé. Andy Sharp Bends peut exciter des modes d'ordre supérieur ou provoquer un couplage de modes, ce qui entraîne une dispersion ou une distorsion du signal.
√Propriétés matériales
Flexibilité et durabilité mécanique des matériaux (par exemple, aluminium, cuivre) influencent la tolérance à la courbure. La malléabilité et la ductilité du cuivre sont plus douces et plus ductiles que l'aluminium, ce qui facilite le plie sans se fissurer. Cependant, une force excessive peut entraîner une déformation (par exemple, kinking ou déformation).
√Dureté, pour faire du pliage fluide, normalement, il nécessite un recuit avant la flexion, mais, la dureté inférieure nécessite un outillage minutieux pour éviter les rayures de surface pendant la flexion. Il est très important de maintenir la rugosité de la surface intérieure (Ra <0. 8 µm).
√Outillage
La douceur du cuivre peut nécessiter des matrices polies pour empêcher le marrage de la surface tandis que la rigidité de l'aluminium exige un outillage robuste pour gérer le dos et éviter les fissures.
√ finition surface
La ductilité du cuivre permet le polissage après la plis plus fluide, essentiel pour minimiser les pertes induites par la rugosité de surface tandis que l'aluminium peut développer des micro-cracks ou une rugosité pendant la flexion, nécessitant des étapes de finition supplémentaires.
La conception lisse des coins nécessite généralement que la paroi intérieure du guide d'onde ait une douceur suffisante et un rayon de courbure approprié. Prenant l'exemple du guide d'onde en bande X standard, sa largeur de guide d'onde est 22. 86 mm. Afin d'assurer la qualité de la transmission du signal, le rayon de courbure minimum du coin doit être de 2 à 3 fois la largeur du guide d'onde, c'est-à-dire un rayon de pliage d'au moins 45,72 mm. S'il n'est pas correctement conçu ou produit, il peut entraîner un décalage de fréquence, une réflexion du signal et une perte accrue, entraînant une diminution de l'efficacité de plus de 40%.
√Twist, c'est un défaut très courant après la flexion, le tube de guide d'onde commence à se torder en raison de la libération de contrainte, et les ingénieurs expérimentés de Fabmann peuvent corriger la torsion sans compromettre la tolérance à l'angle ainsi que la qualité de la surface intérieure.
√La correspondance d'impédance les virages brusques créent des décalages d'impédance, provoquant des reflections (par exemple, VSWR élevé dans les systèmes micro-ondes). La courbure graduelle ou les virages en miroir (avec des bords chanfreinés) aident à maintenir la continuité de l'impédance.
√Performance électrique (perte d'insertion et VSWR)
La perte d'insertion devrait généralement être<0.3 dB per bend for high-performance systems. While VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) shall be <1.25:1 to avoid signal reflections.
√Considérations de demande, et une application différente a des demandes très spécifiques, et la suivante est un bref résumé:
- 1. Les systèmes de haute puissance (radar, SATCOM), doivent minimiser le risque de multipaction (rupture RF), des virages ondulés ou lisses pour une perte plus faible est une option populaire, et le matériau doit gérer l'expansion thermique.
- 2. Les systèmes de l'onde de millimètres (5G, 6G, THz), des tolérances plus strictes (± 10–20 µm) sont normalement nécessaires, tandis que les plit à onglets sont préférés pour les conceptions compactes.
- 3. Aérospatiale et défense, vibration et résistance aux chocs sont très critiques, plus, l'étanchéité environnementale pour minimiser l'impact de l'humidité et de la corrosion. C'est pourquoi le placage en or est parfois utilisé pour des conditions extrêmes.
En général, Copper a un coût de matériau plus élevé mais préféré pour les systèmes haute performance (par exemple, communications par satellite, imagerie médicale) où l'intégrité du signal est primordiale. Bien que l'aluminium soit relativement beaucoup moins cher et plus léger, ce qui le rend idéal pour les déploiements à grande échelle (par exemple, stations de base cellulaire, guides d'ondes de l'aviation) où les pertes modérées sont acceptables.
Pourquoi les virages sur les guides d'onde augmentent la perte ohmique?
Avant d'explorer les raisons, nous allons comprendre quelle est la perte ohmique. La perte ohmique dans les virages de l'onde d'ondes fait référence à la dissipation de puissance résistante qui se produit lorsque les ondes électromagnétiques se propagent à travers des sections courbes ou pliées d'un guide d'onde. Cette perte découle de la conductivité finite des parois métalliques du guide d'onde, qui provoque des courants induits par les champs électromagnétiques générer de la chaleur via le chauffage Joule (P=i²r). Dans les virages, cette perte est souvent amplifiée par rapport aux sections de guide d'onde droite en raison des distorsions de champ et de l'augmentation de la densité de courant. Les causes d'une perte ohmique accrue principalement pour les raisons suivantes:
√Distorsion du champ, dans les virages du guide d'onde, les champs électromagnétiques (TM, TM ou les modes hybrides) sont forcés de se courber, provoquant une distribution de courant debulen sur les parois intérieures et extérieures du guide d'onde. Cela crée des régions localisées de densité de courant plus élevée, en particulier sur la paroi plus approfondie du virage, où la courbure concentre les courants de surface.
√Effet cutané, à des fréquences élevées (par exemple, micro-ondes / mm, onde / THz), les courants s'écoulent principalement près de la surface du conducteur (profondeur de la peau 𝛿 =2 𝜔𝜇𝜎). Dans les virages, la longueur de trajectoire effective pour les courants augmente, améliorant les pertes résistives.
√Rougosité de surface, imperfections dans la paroi du guide d'onde (par exemple, défauts de fabrication) des champs de dispersion et augmenter la résistance de surface effective, en particulier dans les virages où les champs interagissent plus intensément avec les parois.
√Conversion de mode, les virages tranchants peuvent convertir l'énergie du mode de propagation souhaité en modes de plus haut d'ordre ou des modes évanescents, qui peuvent se coupler plus fortement aux murs avec perte.
√Conductivité du matériau, métaux à haute conductivité comme l'argent (𝜎≈6,3 × 107 s / m) ou le cuivre (𝜎≈5,8 × 107 s / m) réduisent la perte ohmique par rapport à l'aluminium ou au laiton.
Contrôle et test de qualité
Inspection par analyse vectorielle micro-ondes
La flexion du guide d'onde est inévitable dans les systèmes de communication radar, de communication par satellite et de transmission micro-ondes. Dans l'installation de l'antenne satellite, le signal du guide d'onde doit être transmis longue distance entre l'alimentation de l'antenne et la salle de l'équipement, et la disposition linéaire ne peut pas être obtenue. Dans ce cas, la conception de flexion du guide d'onde doit considérer non seulement la limitation de l'espace, mais aussi l'intégrité du signal. Pour de telles applications, l'utilisation de guides d'ondes flexibles est un choix courant, qui permet des virages multiples sous de petits angles et est extrêmement flexible, ce qui permet d'économiser les coûts d'installation. Fabmann effectuera de nombreuses inspections sur les virages des guides d'onde avant la livraison, et notre inspection, y compris les aspects suivants:
√Vérification de la dimension
√Inspection du rayon de pliage
√Mesure de rugosité de surface (RA <0. 8 µm)
√Test de performances RF, y compris:
- 1. Tests VSWR (analyseur de réseau)
- 2. Mesure de la perte d'insertion
- 3. Vérification haute puissance pour l'arc
√Test de vibrations et de chocs (pour les systèmes aéroportés)
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