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RF 및 마이크로파 설계자가 내려야 하는 근본적인 결정 중 하나는 동축 기술 또는 웨이브가이드 기술 중 어느 쪽을 설계에 적용할 것인가를 판단하는 것이다. 이 선택은 시스템의 성능, 크기, 비용 및 주파수 대역폭에 영향을 미친다. 동축 케이블은 사용이 용이하며 주파수 범위가 넓은 반면, 웨이브가이드는 고주파 및 고전력 수준에서 높은 효율을 발휘한다. 당사는 LINKWORLD rF 기술 분야에서 20년 이상의 전문 지식을 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 두 기술에 대해 편향되지 않은 조언을 제공할 수 있는 기회를 갖게 되었다. 본 가이드에서는 이러한 결정을 내려야 하는 네 가지 이유를 논의한다.
주파수 범위 및 대역폭
사용 빈도는 일반적으로 적절한 기술을 반영합니다. 이 광대역 동축 부품들은 최대 주파수 정격까지 작동합니다. 1.00mm 설계의 현대적 정밀 커넥터는 최대 110GHz까지 작동할 수 있습니다. 그러나 동축 케이블의 차단 주파수는 직경에 따라 달라지며, 동축 케이블의 직경이 클수록 모드 차수가 높아집니다(예: 1/2인치 폼 동축 케이블은 최대 9GHz, 1-1/4인치는 약 3.3GHz까지).
웨이브가이드는 주어진 차단 주파수 이상에서만 에너지를 전달할 수 있는 대역 제한 구조입니다. 각 크기의 웨이브가이드는 특정 대역을 지원할 수 있습니다(예: WR-42는 18.0–26.5GHz 대역을 지원함). 70GHz 이상의 주파수에서는 항상 웨이브가이드가 사용되어 왔습니다. 링크월드(Linkworld)는 고객의 주파수 요구 사양에 따라 광대역 동축 부품 및 대역 최적화 웨이브가이드를 선택하는 데 도움을 드립니다.
삽입 손실 및 전송 효율
고주파 대역에서는 전송 손실이 특히 긴 케이블에서 웨이브가이드 쪽으로 크게 편향됩니다. 웨이브가이드는 동축 케이블에 비해 훨씬 낮은 손실을 경험합니다. 고품질 동축 케이블조차도 10 GHz에서 약 1 dB/m의 손실을 보이며, 60 GHz 이상에서는 10 dB/m를 초과합니다. 반면, 60 GHz 대역의 웨이브가이드는 0.05 dB/m로 손실 차이가 최대 200배에 달합니다. 이는 웨이브가이드가 도체 손실(넓은 벽면에 걸친 전류 분포)을 최소화하고, 유전체 손실(공기 중 전파)을 실질적으로 제거하기 때문입니다.
이러한 차이는 점대점(point-to-point) 연결에서 매우 중요합니다. 예를 들어, 2 GHz 대역에서 7/8인치 동축 케이블의 감쇠는 100m당 6.1 dB인 반면, 타원형 웨이브가이드는 100m당 1.2 dB에 불과합니다. Linkworld에서 개발된 저손실 어셈블리는 주파수, 거리 및 전력 예산 측면에서 최소 감쇠를 달성하도록 설계되었습니다.
전력 처리 능력
전력 관리 또한 레이더 및 방송 분야에서 특히 두드러지는 차별화 요소이다. 도파관은 강한 구조와 파손될 수 있는 유전체가 존재하지 않기 때문에 높은 전력 전송 능력을 갖추고 있어 우수하다. 중공 금속 구조는 동축 케이블에서 발생하는 도체 간 좁은 간격을 제거함으로써 열 전도성과 전압 내파(아크) 위험 측면에서 더 우수하다.
동축 부품은 본질적으로 도체 간 간격을 제한하는 구조이기 때문에, 아크 저항은 도체 간 좁은 간격(특히 고고도 환경에서)에 의해 제한된다. 유전체 부품은 지속적인 고출력 조건 하에서 고장이 발생하기 쉬운데, 도파관은 수십 킬로와트의 피크 전력 또는 수백 와트 수준의 연속파(CW) 전력을 요구하는 응용 분야에서 유일하게 가능한 선택지이다. 링크월드(Linkworld)는 이러한 다양한 전력 요구 사양을 충족시키기 위해 두 기술 모두를 제조한다.
물리적 통합 및 시스템 복잡성
이러한 전환은 일반적으로 실용성에 기반합니다. 동축 부품을 사용하는 것이 훨씬 더 용이하고 유연합니다. 동축 부품은 장애물을 우회하여 배선할 수 있으며, 표준 커넥터를 사용해 현장에서 쉽게 절단하거나 PCB에 장착할 수 있습니다. 동축 인터페이스는 높은 재구성 속도를 제공하며, 광대역 특성 덕분에 재고 관리가 단순화됩니다.
파동 도관 설치는 공간을 많이 차지합니다. 파동 도관은 무게가 더 크고 크기가 더 크며, 정밀한 기계적 주의가 필요합니다(예: 타워의 바람 하중 고려). 최소 굽힘 반경을 철저히 준수해야 하며, 플랜지 정렬 및 습기 밀봉과 관련된 설치 작업에는 극도의 주의가 요구됩니다. 그러나 짧은 직선 구간에서는 파동 도관이 비교할 수 없을 정도로 우수합니다. 링크월드(Linkworld)에서는 맞춤형 어셈블리의 설치 시 이러한 설치 조건을 염두에 두고 어셈블리를 설치합니다.
주파수 대역폭, 손실, 전력 처리 능력 및 통합성은 도파관과 동축 케이블 간의 상호 보완적 고려 사항입니다. 동축 케이블 기술은 광대역 특성에서 편리하고 유연하여 중간 주파수 대역 및 저전력 응용에 적합합니다. 반면 도파관은 우수한 손실 특성과 높은 전력 밀도를 갖추고 있어 밀리미터파 주파수 대역 및 고전력 시스템에 적용됩니다. 귀사의 요구에 가장 적합한 기술을 선택하는 데는 20년 이상 동안 양 기술 분야에서 전문적으로 활동해 온 링크월드(Linkworld)사의 전문가 팀이 도움을 드릴 수 있습니다. 필요하신 사항에 대해 문의해 주십시오.