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Entre as decisões fundamentais que os projetistas de RF e micro-ondas devem tomar está a necessidade de optar por uma tecnologia coaxial ou por guia de ondas. Essa alternativa afetará o desempenho, o tamanho, o custo e a faixa de frequência do sistema. Os cabos coaxiais são fáceis de usar e possuem uma faixa de frequência mais ampla, enquanto os guias de ondas apresentam alta eficiência em altas frequências e níveis de potência. Em LINKWORLD , a empresa possui mais de 20 anos de experiência em RF, o que nos permite oferecer conselhos imparciais sobre essas duas tecnologias. Este guia discutirá quatro motivos pelos quais essa decisão deve ser tomada.
Faixa de Frequência e Largura de Banda
A frequência de uso normalmente reflete a tecnologia adequada. Esses componentes coaxiais de banda larga atingem sua classificação máxima de frequência. Conectores modernos de precisão com designs de 1,00 mm podem operar até 110 GHz. A frequência de corte de um cabo coaxial, no entanto, depende do diâmetro; quanto maior o diâmetro do coaxial, maior a ordem do modo (por exemplo, coaxial espumado de 1/2 polegada até 9 GHz e de 1-1/4 polegadas até cerca de 3,3 GHz).
As guias de onda são estruturas limitadas em banda, capazes de transmitir energia apenas acima de uma determinada frequência de corte. Cada dimensão suporta uma faixa específica (por exemplo, WR-42 suporta 18,0–26,5 GHz). Em frequências superiores a 70 GHz, as guias de onda sempre foram utilizadas. A Linkworld auxilia os clientes na seleção de conectores coaxiais de banda larga e guias de onda otimizadas por faixa, de acordo com suas necessidades de frequência.
Perda de Inserção e Eficiência de Transmissão
Em altas frequências, a perda de transmissão será fortemente influenciada pelo guia de ondas, especialmente em cabos mais longos. Os guias de ondas apresentam uma perda muito menor em comparação com cabos coaxiais. Mesmo um cabo coaxial de boa qualidade tem uma perda estimada de aproximadamente 1 dB/m a 10 GHz, mas acima de 60 GHz essa perda ultrapassa 10 dB/m. Já nos guias de ondas a 60 GHz, a diferença chega a ser tão alta quanto 200 vezes, com apenas 0,05 dB/m. Isso ocorre porque os guias de ondas minimizam a perda no condutor (distribuída nas grandes paredes) e eliminam eficazmente a perda dielétrica (propagação no ar).
Trata-se de uma diferença significativa nas conexões ponto a ponto: para um cabo coaxial (7/8 polegada) operando a 2 GHz, a atenuação coaxial é de 6,1 dB/100 m, enquanto, com um guia de ondas elíptico, a atenuação é de 1,2 dB/100 m. Os conjuntos de baixa perda da Linkworld são desenvolvidos para minimizar a atenuação em função da frequência, da distância e do orçamento de potência.
Capacidades de Potência
A gestão da potência também é um ponto significativo de diferenciação, especialmente no que diz respeito a radares e transmissões. As guias de onda são eficientes devido às suas elevadas capacidades de transmissão de potência, resultantes de sua estrutura robusta e da ausência de dielétricos passíveis de ruptura. A construção metálica oca apresenta melhor condutividade térmica e menor risco de ruptura dielétrica, uma vez que elimina a pequena separação entre condutores encontrada em cabos coaxiais.
Como os componentes coaxiais, essencialmente, impõem uma restrição à separação entre condutores, a resistência ao arco é limitada pela estreita distância entre esses condutores (especialmente em altitudes elevadas), e os componentes dielétricos são propensos à falha sob condições contínuas de alta potência. As guias de onda constituem a única opção viável em aplicações que exigem potência de pico na faixa de dezenas de quilowatts ou potência de onda contínua na faixa de algumas centenas de watts. A Linkworld fabrica ambos os tipos de tecnologia para atender a determinados requisitos de potência.
Integração Física e Complexidade do Sistema
A mudança é geralmente motivada por razões pragmáticas. É muito mais fácil e flexível utilizar componentes coaxiais. Eles podem ser redirecionados ao redor de obstáculos, interrompidos no campo com conectores padrão e montados em placas de circuito impresso (PCBs). As interfaces coaxiais proporcionam alta velocidade de reconfiguração, e sua natureza de banda larga simplifica a gestão de estoque.
A instalação de guias de onda consome muito espaço. Elas são mais pesadas, maiores e exigem atenção mecânica minuciosa (considere, por exemplo, a carga de vento nas torres). É essencial observar rigorosamente os raios mínimos de curvatura e ter extremo cuidado durante a instalação, especialmente no que diz respeito ao alinhamento das flanges e à vedação contra umidade. Contudo, em trechos curtos e retos, as guias de onda não têm comparação. Na Linkworld, os conjuntos personalizados são instalados levando-se em conta cuidadosamente as condições de instalação.
A cobertura de frequência, as perdas, a capacidade de manuseio de potência e a integração representam um compromisso entre guias de onda e coaxiais. A tecnologia coaxial é conveniente e flexível em termos de largura de banda, sendo adequada para frequências moderadas e baixa potência. Os guias de onda possuem propriedades superiores em termos de perdas e maior densidade de potência, sendo, portanto, aplicados em frequências milimétricas e em sistemas de alta potência. A seleção da solução mais adequada será auxiliada pela equipe de especialistas da empresa Linkworld, que atua com ambas as tecnologias há 20 anos. Entre em contato conosco para informar suas necessidades.