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Parmi les décisions fondamentales que doivent prendre les concepteurs RF et micro-ondes figure le choix entre une technologie coaxiale ou un guide d'ondes. Cette alternative aura une incidence sur les performances, les dimensions, le coût et la plage de fréquences du système. Les câbles coaxiaux sont faciles à utiliser et couvrent une plage de fréquences plus étendue, tandis que les guides d'ondes offrent un rendement élevé aux hautes fréquences et aux niveaux de puissance élevés. À LINKWORLD , l'entreprise possède plus de 20 ans d'expérience dans le domaine RF, ce qui nous permet de fournir des conseils impartiaux concernant ces deux technologies. Ce guide expose quatre raisons justifiant ce choix.
Plage de fréquences et largeur de bande
La fréquence d'utilisation reflète généralement la technologie adaptée. Ces composants coaxiaux large bande sont sollicités jusqu'à leur fréquence maximale nominale. Les connecteurs de précision modernes, dont le design est de 1,00 mm, peuvent fonctionner jusqu'à 110 GHz. La fréquence de coupure d'un câble coaxial dépend toutefois de son diamètre : plus le diamètre du coaxial est important, plus l'ordre du mode est élevé (par exemple, un coaxial mousse de 1/2 pouce jusqu'à 9 GHz et un coaxial de 1¼ pouce jusqu'à environ 3,3 GHz).
Les guides d'ondes sont des structures à bande limitée, ne pouvant transmettre de l'énergie qu'au-delà d'une fréquence de coupure donnée. Chaque dimension permet de supporter une bande spécifique (par exemple, le guide d'ondes WR-42 supporte la bande 18,0–26,5 GHz). Aux fréquences supérieures à 70 GHz, les guides d'ondes sont systématiquement utilisés. Linkworld accompagne ses clients dans le choix de composants coaxiaux large bande et de guides d'ondes optimisés par bande, en fonction de leurs besoins en fréquence.
Perte d'insertion et efficacité de transmission
Aux hautes fréquences, les pertes de transmission seront fortement biaisées vers le guide d’ondes, en particulier sur les câbles plus longs. Les guides d’ondes présentent des pertes nettement inférieures par rapport aux câbles coaxiaux. Même un câble coaxial de bonne qualité perd environ 1 dB/m à 10 GHz, mais au-delà de 60 GHz, ces pertes dépassent 10 dB/m. À 60 GHz, la différence atteint un facteur de 200 entre le guide d’ondes elliptique (0,05 dB/m) et le câble coaxial. Ceci s’explique par le fait que les guides d’ondes minimisent les pertes par conducteur (réparties sur de grandes parois) et éliminent efficacement les pertes diélectriques (propagation dans l’air).
Il s’agit d’une différence significative dans les liaisons point à point : pour une fréquence de 2 GHz avec un câble coaxial de diamètre 7/8 pouce, l’atténuation coaxiale est de 6,1 dB/100 m, tandis que celle du guide d’ondes elliptique n’est que de 1,2 dB/100 m. Les assemblages à faibles pertes de Linkworld sont conçus pour minimiser l’atténuation en fonction de la fréquence, de la distance et du budget de puissance.
Capacités de gestion de puissance
La gestion de la puissance constitue également un point de différence significatif, notamment en ce qui concerne les radars et les émissions. Les guides d'ondes sont performants grâce à leurs capacités élevées de transmission de puissance, découlant de leur structure robuste et de l'absence de diélectriques susceptibles de se rompre. La construction métallique creuse offre de meilleures performances en matière de conductivité thermique et de risque de claquage électrique, car elle élimine la faible distance entre conducteurs présente dans les câbles coaxiaux.
En effet, les composants coaxiaux impliquent fondamentalement une limitation de la distance entre conducteurs : la résistance aux arcs est limitée par cet écart réduit entre conducteurs (notamment en haute altitude), tandis que les composants diélectriques sont sujets à des défaillances sous des conditions de puissance élevée prolongées. Le guide d'ondes constitue la seule solution envisageable pour les applications nécessitant une puissance crête de plusieurs dizaines de kilowatts ou une puissance en onde continue de l’ordre de quelques centaines de watts. Linkworld fabrique les deux technologies afin de répondre à certaines exigences en matière de puissance.
Intégration physique et complexité du système
Cette démarche est généralement motivée par des considérations pragmatiques. L’utilisation de composants coaxiaux est nettement plus simple et plus souple : ils peuvent être redirigés autour des obstacles, interrompus sur site à l’aide de connecteurs standards et montés sur des cartes de circuits imprimés (PCB). Les interfaces coaxiales offrent une grande rapidité de reconfiguration, et leur caractère large bande simplifie la gestion des stocks.
L’installation d’ondes guidées prend beaucoup d’espace. Elles sont plus lourdes, plus encombrantes et nécessitent une attention mécanique rigoureuse (penser notamment à la charge éolienne exercée sur les tours). Une adhérence scrupuleuse aux rayons de courbure minimaux ainsi qu’un soin extrême lors de l’installation — notamment en ce qui concerne l’alignement des brides et l’étanchéité contre l’humidité — doivent être impérativement respectés. Toutefois, pour les tronçons courts et rectilignes, les ondes guidées restent inégalées. Chez Linkworld, les ensembles personnalisés sont installés en tenant compte de ces contraintes d’installation.
La couverture en fréquence, les pertes, la gestion de la puissance et l’intégration constituent des compromis entre les technologies à guide d’ondes et coaxiale. La technologie coaxiale est pratique et flexible en termes de bande passante large, ce qui la rend adaptée aux fréquences modérées et aux faibles puissances. Le guide d’ondes présente de meilleures caractéristiques en matière de pertes et une densité de puissance plus élevée, ce qui explique son utilisation dans les systèmes aux fréquences millimétriques et à forte puissance. L’équipe de spécialistes de l’entreprise Linkworld vous aidera à choisir la solution la plus appropriée, car elle travaille depuis 20 ans sur les deux technologies. Contactez-nous pour nous faire part de vos besoins.