Falowody mikrofalowe WR / WG / R / C / WC

This page is also available in English

MARKOM projektuje i produkuje falowody mikrofalowe. Użytkownik wybiera standard, typ, materiał, wymiary, kształt oraz określa warunki środowiska i parametry pracy. Na tej podstawie obliczamy maksymalną moc szczytową i średnią mikrofal przenoszoną przez falowód.

Produkujemy falowody zgodne ze standardami:

  • WR (skrót od Waveguide Rectangular) to amerykański standard przemysłowy,
  • WG (skrót od Waveguide) to standard europejski,
  • R (skrót od Rectangular) to międzynarodowy system oznaczania falowodów,
  • C (skrót od Circular Waveguide) to międzynarodowy standard IEC dla falowodów kołowych,
  • WC (skrót od Waveguide Circular) to standard znormalizowany przez EIA.

Przykłady zrealizowanych zamówień znajdują się na stronie Realizacje

Do pobrania plik: Falowody Indeks kart katalogowych

Falowody prostokątne

falowod_prosty

Najczęściej wybierane standardy:

Inne standardy dostępne na zamówienie. W każdym dostępnym standardzie oferujemy sekcje proste (SW), falowody gięte (RW), falowody gięte z długimi ramionami (LS).

Sekcje proste (SW)

Dostępne są sekcje proste, wybierane zgodnie ze standardem. Na zamówienie wykonamy sekcje o dowolnej długości w zakresie od 50 do 600 mm. Najczęściej wybierane długości to 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 oraz 600 mm.

Typowa dokładność wykonania to +/- 1 mm. Możliwe jest wykonanie sekcji z dokładnością +/- 0,1 mm.

Falowody gięte w płaszczyźnie E (RW)

Falowód gięty w płaszczyźnie E jest zaginany łagodnie po określonym promieniu. Płaszczyzna gięcia E zmienia kierunek trasy w pionie (góra/dół).

Najczęściej wybierane są kąty gięcia 30, 45, 60 lub 90 stopni. Na zamówienie wykonamy gięcie o dowolny kąt z dokładnością +/- 1 stopień.

Wybierając promień gięcia, stosujemy się do „zasady kciuka”. Promień gięcia zależny jest od standardu falowodu, częstotliwości pracy i aplikacji w jakiej falowód pracuje. Na zamówienie wykonamy falowód gięty na wybranym promieniu.

 

Falowody gięte w płaszczyźnie E z długimi ramionami (LS)

Falowód gięty w płaszczyźnie E z długimi ramionami jest zaginany łagodnie po określonym promieniu. Najczęściej wybierane są kąty gięcia 30, 45, 60 lub 90 stopni. Na zamówienie wykonamy gięcie o dowolny kąt z dokładnością +/- 1 stopień.

Podobnie jak w falowodach giętych (RW), wybierając promień gięcia, stosujemy się do „zasady kciuka”. Promień gięcia zależny jest od standardu falowodu, częstotliwości pracy i aplikacji w jakiej falowód pracuje. Na zamówienie wykonamy falowód gięty na wybranym promieniu.

W odróżnieniu od falowodów „RW” ramiona falowodu „LS” mogą być wydłużone. Długość ramion nie musi być symetryczna. Na zamówienie wykonamy falowód z wybraną długością ramion. Typowa dokładność wykonania to +/- 1 mm.

Przejścia i redukcje (Taper)

Taper WRJ9_WR90

W układach mikrofalowych często zachodzi potrzeba zmiany standardu, wymiaru lub kształtu falowodu:

  • W systemach do wytwarzania plazmy niskociśnieniowej obniżenie profilu falowodu (tapered waveguide) zwiększa efektywność wzbudzania plazmy
  • W przemysłowych liniach produkcyjnych możliwe jest dopasowanie falowodów o różnych standardach, bez zaburzenia impedancji i strat energii, zachowując przy tym ciągłość toru falowodowego.

Konstrukcja:

Projektujemy i produkujemy przejścia falowodowe dla wielu par standardów (np. WR430→WR340 lub WR340→WR284). Materiałem pierwszego wyboru jest aluminium AW-6082. Opcją może być mosiądz, stal nierdzewna lub miedź beztlenowa. Konstrukcje są precyzyjnie frezowane, szlifowane i polerowane. Elementy są łączone w sposób odpowiedni do zastosowania – próżnia, ciśnienie, przesyłanie dużych energii.

Obliczanie mocy szczytowej i średniej

Parametry katalogowe określają możliwości falowodu w warunkach referencyjnych. MARKOM wyznacza limity mocy szczytowej i średniej przy użyciu opracowanego przez siebie narzędzia obliczeniowego. Dane wejściowe obejmują:

  • wymiary wewnętrzne, grubość ścianki, długość odcinka
  • częstotliwość pracy, VSWR, czas impulsu, częstotliwość powtarzania
  • materiały, wykończenie powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych, chropowatość, tłumienie, emisyjność cieplną
  • typ, ilość, tłumienność kołnierzy
  • rodzaj gazu izolacyjnego, ciśnienie, poziom próżni
  • temperaturę otoczenia, temperaturę ścianki, ΔT impulsu
  • orientację falowodu, listę ścianek oddających ciepło
  • rodzaj chłodzenia

W obliczeniach uwzględniane są cztery kryteria: nagrzewanie impulsowe, bilans cieplny w stanie ustalonym, wytrzymałość dielektryczną medium i ryzyko multipactora.

Przykładowy wynik obliczeń:

Parametry EM

  • fc = 2079.3 MHz, f/fc = 1.575, η_g = 487.97 Ω
  • δ_EM = 1.15 μm

Tłumienność i straty

  • α_eff = 0.020 dB/m
  • Kloss = 0.005314 (kołnierze 43.3% udziału)

DC i impulsy

  • DC = 0.319%, ΔT_imp limitujące = 150 °C
  • Kryterium impulsowe nieograniczające (Ppeak_imp ≫ 10×Ppeak_ss)
Model termiczny

  • h_konw = 3.71 W/m2K (korelacje), Q_rad = 4.89 W, Q_konw = 4.01 W
  • Q_total = 8.90 W

Wynik końcowy

  • P_peak_max = 0.525 MW
  • P_avg_max = 1.676 kW
  • Margines dielektryczny: 133×
  • Czynnik limitujący: steady_state

Czynnik limitujący to bilans cieplny w stanie ustalonym. Bardzo mała ΔT mocno ogranicza moc – przy większym marginesie temperaturowym wynik znacznie wzrośnie.