EN
Одним из базовых решений, которые должны принять проектировщики ВЧ- и СВЧ-устройств, является выбор между использованием коаксиальной технологии или волноводной. Этот выбор повлияет на характеристики, габариты, стоимость и рабочий частотный диапазон системы. Коаксиальные кабели просты в эксплуатации и охватывают более широкий частотный диапазон, тогда как волноводы обеспечивают высокую эффективность на высоких частотах и при высоких уровнях мощности. В LINKWORLD , компания обладает более чем 20-летним опытом работы в области ВЧ-технологий, что позволяет нам давать объективные рекомендации относительно этих двух технологий. В данном руководстве рассматриваются четыре причины, по которым следует принять такое решение.
Частотный диапазон и полоса пропускания
Частота использования обычно отражает выбор оптимальной технологии. Эти широкополосные коаксиальные компоненты эксплуатируются при максимальной частоте, на которую они рассчитаны. Современные прецизионные разъёмы с размером 1,00 мм способны работать на частотах до 110 ГГц. Однако частота среза коаксиального кабеля зависит от его диаметра: чем больше диаметр коаксиального кабеля, тем выше порядок волны (например, пенопластовый коаксиальный кабель диаметром 1/2 дюйма — до 9 ГГц, а диаметром 1¼ дюйма — до примерно 3,3 ГГц).
Волноводы являются полосовыми структурами, пропускающими энергию только выше заданной частоты среза. Каждый тип волновода поддерживает определённую частотную полосу (например, волновод WR-42 поддерживает диапазон 18,0–26,5 ГГц). На частотах выше 70 ГГц традиционно используются волноводы. Компания Linkworld помогает заказчикам выбрать широкополосные коаксиальные компоненты и волноводы, оптимизированные под требуемую частотную полосу.
Вносимые потери и эффективность передачи
На высоких частотах потери передачи будут значительно смещены в сторону волноводов, особенно при использовании длинных кабелей. Потери в волноводах значительно ниже по сравнению с коаксиальными кабелями. Даже коаксиальный кабель высокого качества теряет примерно 1 дБ/м на частоте 10 ГГц, а выше 60 ГГц потери превышают 10 дБ/м. Для волноводов на частоте 60 ГГц разница достигает 200 раз: потери составляют всего 0,05 дБ/м. Это объясняется тем, что волноводы минимизируют потери в проводнике (благодаря распределению тока по большим стенкам) и практически полностью устраняют диэлектрические потери (распространение сигнала в воздухе).
Это различие имеет существенное значение для точечных соединений: при использовании коаксиального кабеля (диаметр 7/8 дюйма) на частоте 2 ГГц затухание составляет 6,1 дБ/100 м, тогда как для эллиптического волновода оно равно 1,2 дБ/100 м. Сборки с низкими потерями от компании Linkworld разработаны с учётом минимизации затухания в зависимости от частоты, расстояния и бюджета мощности.
Мощностные характеристики
Управление мощностью также является существенным отличием, особенно в отношении радаров и вещания. Волноводы обладают хорошими характеристиками благодаря высокой способности передавать мощность, что обеспечивается их прочной конструкцией и отсутствием диэлектриков, подверженных пробою.
Поскольку коаксиальные компоненты по своей сути ограничивают расстояние между проводниками, стойкость к дуговому разряду ограничена узким зазором между проводниками (особенно на большой высоте), а диэлектрические компоненты склонны к выходу из строя при длительном воздействии высокой мощности. Волновод является единственным возможным решением для применений, требующих пиковой мощности в десятки киловатт или непрерывной волновой мощности в несколько сотен ватт. Компания Linkworld производит компоненты обеих технологий для удовлетворения различных требований к мощности.
Физическая интеграция и сложность системы
Это решение обычно обусловлено прагматическими соображениями. Использовать коаксиальные компоненты значительно проще и гибче. Их можно направлять вокруг препятствий, прерывать на трассе с помощью стандартных разъёмов и устанавливать на печатных платах. Коаксиальные интерфейсы обеспечивают высокую скорость переконфигурации, а их широкополосность упрощает управление складскими запасами.
Установка волноводов требует значительного объёма пространства. Они тяжелее, крупнее и требуют тщательного механического контроля (например, учёта ветровой нагрузки на опорные башни). Необходимо строго соблюдать минимальные радиусы изгиба, а при монтаже — проявлять исключительную аккуратность, уделяя особое внимание точной центровке фланцев и герметизации от влаги. Однако именно волноводы не имеют себе равных при коротких прямолинейных участках. В компании Linkworld при установке индивидуальных сборок учитываются все требования к монтажу.
Диапазон рабочих частот, потери, мощность и степень интеграции представляют собой компромисс между волноводной и коаксиальной технологиями. Коаксиальная технология удобна и гибка с точки зрения широкополосности и подходит для умеренных частот и низких уровней мощности. Волноводные линии обладают лучшими характеристиками по потерям и обеспечивают более высокую плотность мощности, поэтому их применяют в миллиметровом диапазоне частот и в системах высокой мощности. Команда специалистов компании Linkworld поможет выбрать наиболее подходящее решение, поскольку она имеет 20-летний опыт работы с обеими технологиями. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши потребности.