信号伝送損失は、アーク-湾曲導波管は曲げ半径と負の相関があり、動作周波数と正の相関があり、導波路のサイズと正確に一致する必要があります。これら 3 つの重要なパラメータは独立して機能するのではなく、電磁場分布の均一性とモード変換の確率に協調して影響を与えることにより、高周波シナリオでの信号伝送性能を共同で決定します。-衛星通信やレーダーなど、信号の完全性に対する非常に高い要件が求められる重要なシステムでは、3 つの最適なマッチングが伝送の安定性を確保し、エネルギー損失を削減するための中核となる設計要素であり、これはシステムの検出精度、通信距離、耐干渉性能の実現に直接関係します。-
曲げ半径の核となる機能
- 曲げ半径は、アーク曲線導波路の最も重要な幾何学的パラメータとして、アーク遷移セクションにおける伝播の連続性と電磁場の安定性を直接決定します。{0}曲げ半径が小さすぎると、電磁波の形状により、急旋回プロセス中に深刻な場の不連続が発生し、その結果、エネルギーが理想的な経路に沿って伝播できなくなり、導波管の内壁に局所的に集中してエネルギーが蓄積されます。この不均一な分布により、挿入損失と反射係数が大幅に増加するだけでなく、支配的な TE10 モードの伝播バランスが崩れ、TE11 や TM11 などの高次の無駄なモードが励起されます。{4}}これらの高次モードは、導波管構造との互換性が低いため、効率的に前方に伝播することができません。エネルギーの一部は熱の形で放散され、残りは逆反射を形成し、最終的に信号が大幅に減衰します。
- 逆に、シミュレーションおよび最適化された曲げ半径により、場の外乱を効果的に最小限に抑えることができ、アーク移行中に電磁場がスムーズに移行できるようになります。プロフェッショナル-グレードのアーク-曲面導波路は、3D 電磁シミュレーション技術と正確な幾何学的設計を活用して、定在波比 (VSWR) を 1.15 未満に厳密に制御し、反射損失を最大限に最小限に抑えることができます。この機能は、衛星通信地上局や車載マイクロ波ペイロードなど、マルチセグメント導波管カスケード アプリケーション シナリオで特に重要です。-これにより、複数のセグメントの曲げによって生じる損失の蓄積を効果的に回避し、長距離伝送リンクの信号の整合性を確保できます。-
導波管サイズの適応要件
- 導波管の断面サイズ (a×b) と動作周波数を厳密に一致させることが、- の基本的な前提条件です。アーク-湾曲導波管低損失伝送を実現します。-導波管のサイズの設計は、ターゲット周波数帯域の信号波長に正確に一致する必要があります。サイズが小さすぎると、高周波信号の有効伝播空間が制限され、一部の電磁エネルギーが導波管の境界を突き破って放射漏れを形成し、エネルギーのオーバーフロー損失が発生する可能性があります。サイズが大きすぎると、内部導波路が複数のモードの伝播条件を満たしてしまい、主モードの遮蔽能力が低下し、マルチモード伝送現象が生じやすくなります。
- マルチモード伝送は、異なるモード間で干渉や結合を引き起こす可能性があり、その結果、追加のモード変換損失が発生します。ひどい場合には、信号波形の歪みを引き起こす可能性もあります。したがって、正確なサイズ設計では、主要な TE10 モードの安定した伝送を確保することを中心的な目的とする必要があります。波長と導波路の断面サイズを厳密に一致させることにより、シングルモード伝播環境が構築されます。-この適応型設計により、モード変換によって生じるエネルギー損失を大幅に削減でき、衛星通信の特定の周波数帯域内の伝送リンク内の位置に関係なく、アーク曲線導波管が一貫した安定した伝送効率を維持できるようになります。{7}}
動作周波数の周波数依存性
- 伝送損失は動作周波数に大きく依存しており、この相関関係は高周波数帯域で特に顕著です。-動作周波数が増加すると、信号の波長は徐々に短くなります。波長がアーク-の湾曲した導波路アーク構造の臨界サイズに近づくと、屈曲部での電磁場の歪みのリスクが急激に増加します。この時点で、ほんのわずかな構造のずれでも磁界分布の対称性が崩れ、モード変換の確率が大幅に増加し、その後伝送損失が顕著な上昇傾向を引き起こす可能性があります。
- たとえば、90-140GHz の K- 帯域などのミリ波分野では、アーク遷移の一貫性を確保し、最終的に挿入損失を 0.5dB 以内に制御するために、アーク-曲線導波路は構造寸法公差をマイクロメートル レベルで制御するために CNC 5 軸リンク処理技術を採用する必要があります。-。一方、衛星通信などのブロードバンドアプリケーションのシナリオでは、異なる周波数の性能バランスも考慮する必要があります。円弧形状の輪郭と構造パラメータを最適化することで、周波数共振による特定の周波数点での損失の急激な増加を回避できます。この広帯域適応設計により、アーク-湾曲導波管動作周波数帯域全体にわたって安定した伝送パフォーマンスを維持し、衛星通信におけるマルチバンド互換性と耐干渉伝送を確実にサポートします。-
参照
1.アドミー、M. (2025)。曲げ半径、導波路の寸法、周波数は、E ベンド導波路の信号損失にどのような影響を及ぼしますか?アドマイクロウェーブ技術ジャーナル。 https://www.admicrowave.com/knowledge/how-do-bend-radius-waveguide-dimensions -と-周波数-は導波管の-曲がり-損失-での信号-損失-に影響します
2.ゼクサテック。 (2025年)。中国の K バンド導波路の大手メーカー - WR8 曲面導波路 E ベンド 90-140GHz 25.4mm。 Xexatech 製品データシート。 https://www.xexatech.com/-k-バンド-導波管-wr8-曲面-導波管-e-bend-90-140ghz-25-4mm-xixia-product/の大手-メーカー-
3.Song、W.、他。 （2022年）。湾曲した光チャンネルは結合が優れています。 Physical Review Letters、129(4)、043901。http://www.shurl.cc/ce8eef80421d56af4833175140407f4a