EN
Jednym z podstawowych decyzji, jakie muszą podjąć projektanci układów RF i mikrofalowych, jest wybór technologii współosiowej lub falowodowej. Ten wybór wpłynie na wydajność, rozmiar, koszt oraz zakres częstotliwościowy systemu. Kable współosiowe są łatwe w obsłudze i charakteryzują się szerszym zakresem częstotliwościowym, podczas gdy falowody cechują się wysoką sprawnością przy wysokich częstotliwościach i poziomach mocy. W LINKWORLD przedsiębiorstwo posiada ponad 20-letnie doświadczenie w dziedzinie technologii RF, co umożliwia nam udzielenie niezależnych porad dotyczących obu tych technologii. Niniejszy przewodnik omawia cztery powody, dla których należy podjąć taką decyzję.
Zakres częstotliwości i szerokość pasma
Częstotliwość użytkowania zwykle odzwierciedla odpowiednią technologię. Te szerokopasmowe elementy współosiowe są wykorzystywane do ich maksymalnej częstotliwości nominalnej. Nowoczesne precyzyjne złącza o konstrukcji 1,00 mm mogą pracować nawet do 110 GHz. Częstotliwość graniczna kabla współosiowego zależy jednak od jego średnicy: im większa jest średnica kabla współosiowego, tym wyższy jest rząd mody (np. kabel współosiowy piankowy o średnicy 1/2 cala – do 9 GHz, a o średnicy 1¼ cala – do ok. 3,3 GHz).
Falowody to struktury ograniczone pasmem, które mogą przepuszczać energię tylko powyżej określonej częstotliwości granicznej. Każda wielkość falowodu obsługuje określone pasmo (np. falowód typu WR-42 obsługuje pasmo 18,0–26,5 GHz). Powyżej częstotliwości 70 GHz stosowane są zawsze falowody. Linkworld wspiera klientów w doborze szerokopasmowych elementów współosiowych oraz falowodów zoptymalizowanych pod kątem danego pasma, zgodnie z ich wymaganiami dotyczącymi częstotliwości.
Strata włożeniowa i sprawność transmisji
W wysokich częstotliwościach tłumienie transmisji będzie silnie przesunięte w kierunku falowodu, szczególnie przy dłuższych kablowych połączeniach. Falowody charakteryzują się znacznie niższym tłumieniem w porównaniu do kabli koncentrycznych. Nawet wysokiej jakości kabel koncentryczny traci średnio około 1 dB/m przy częstotliwości 10 GHz, natomiast powyżej 60 GHz tłumienie przekracza 10 dB/m. W przypadku falowodów pracujących przy 60 GHz różnica ta osiąga nawet 200-krotność – ich tłumienie wynosi zaledwie 0,05 dB/m. Wynika to z faktu, że falowody minimalizują straty związane z przewodnikiem (dzięki rozłożeniu prądu na dużych ścianach) oraz skutecznie eliminują straty dielektryczne (fala rozchodzi się w powietrzu).
Jest to istotna różnica w połączeniach punkt-punkt: przy użyciu kabla koncentrycznego (średnica 7/8 cala) do pracy w paśmie 2 GHz tłumienie kabla wynosi 6,1 dB/100 m, podczas gdy w przypadku falowodu eliptycznego tłumienie to wynosi jedynie 1,2 dB/100 m. Zestawy o niskim tłumieniu firmy Linkworld zostały zaprojektowane tak, aby zminimalizować tłumienie w zależności od częstotliwości, długości połączenia oraz budżetu mocy.
Moce przenoszone
Zarządzanie mocą jest również istotnym punktem różnicującym, szczególnie w odniesieniu do radarów i nadawania. Falowody są dobrymi rozwiązaniami ze względu na ich wysoką wydajność transmisji mocy wynikającą z ich solidnej konstrukcji oraz braku dielektryków, które mogą ulec uszkodzeniu. Puste metalowe konstrukcje zapewniają lepszą przewodność cieplną oraz niższe ryzyko przebicia napięciowego, ponieważ eliminują małą odległość między przewodnikami charakterystyczną dla kabli koncentrycznych.
Ponieważ komponenty koncentryczne są zasadniczo ograniczeniem odległości między przewodnikami: odporność na łuk elektryczny ograniczana jest przez wąską odległość między przewodnikami (szczególnie na dużych wysokościach), a komponenty dielektryczne są podatne na awarie przy długotrwałym działaniu przy wysokiej mocy. Falowody są jedynym możliwym rozwiązaniem w zastosowaniach wymagających szczytowej mocy rzędu kilkudziesięciu kilowatów lub mocy fali ciągłej w zakresie kilkuset watów. Linkworld produkuje obie te technologie, aby spełnić określone wymagania dotyczące mocy.
Integracja fizyczna i złożoność systemu
Ruch ten jest zwykle wynikiem rozważań pragmatycznych. Znacznie łatwiej i bardziej elastycznie można stosować elementy współosiowe. Można je przekierowywać wokół przeszkód, przerywać na miejscu za pomocą standardowych łączników oraz montować na płytach obwodów drukowanych (PCB). Interfejsy współosiowe zapewniają wysoką szybkość ponownej konfiguracji, a ich charakter szerokopasmowy ułatwia zarządzanie zapasami.
Montaż falowodów zajmuje dużo miejsca. Są one cięższe, większe i wymagają szczególnej uwagi mechanicznej (np. obciążenia wieży wiatrem). Należy ściśle przestrzegać minimalnego promienia gięcia oraz zachowywać szczególną ostrożność podczas montażu, szczególnie co do dokładnego wyrównania kołnierzy i uszczelnienia przed wilgocią. Jednak właśnie falowody są nieporównywalne w krótkich, prostoliniowych odcinkach. W Linkworld zestawy niestandardowe są instalowane z uwzględnieniem warunków montażu.
Zakres częstotliwości, tłumienie, wytrzymałość na moc i integracja stanowią kompromis między falowodem a technologią współosiową. Technologia współosiowa jest wygodna i elastyczna pod względem szerokiego pasma częstotliwości, co czyni ją odpowiednią do zastosowań w umiarkowanych częstotliwościach i przy niskiej mocy. Falowód charakteryzuje się lepszymi właściwościami tłumienia oraz wyższą gęstością mocy, dlatego stosuje się go w układach pracujących w zakresie fal milimetrowych oraz w systemach wysokomocowych. Zespół specjalistów firmy Linkworld pomoże w dokonaniu najbardziej odpowiedniego wyboru, ponieważ przez 20 lat pracuje on w obu tych technologiach. Skontaktuj się z nami, aby omówić swoje potrzeby.