Перейти до основного вмісту

Калькулятор хвилеводу й рупора

Чому нижче критичної частоти нічого не проходить

Хвилевід — це не труба, якою «тече» сигнал: хвиля йде в ній зигзагом, відбиваючись від стінок. Щоб такий зигзаг узагалі склався, між стінками має вміщатися половина хвилі. Не вміщається — поле згасає експоненційно, і хвилевід перетворюється на глухий кінець.

a 22.86 ммb 10.16 ммfc = c / 2aрупор
Критична частота задана широкою стінкою a: нижче за неї хвиля у хвилеводі не поширюється
Стандартний типорозмір
Широка стінка a (мм)
Вузька стінка b (мм)
Робоча частота (МГц)
Рахувати рупор
Розкрив рупора по A (мм)
Розкрив рупора по B (мм)
Хвилевід
Критична частота TE10
Критична частота TE20
Рекомендований діапазон
Довжина хвилі у вільному просторі
Довжина хвилі у хвилеводі λg
Хвильовий опір TE10

📐 Формули розрахунку​

Критичні частоти:

fc(TE10) = c / (2a)        fc(TE20) = c / a        fc(TE01) = c / (2b)
Робочий діапазон: 1.25·fc … 1.9·fc

У робочому діапазоні:

λg = λ₀ / √( 1 − (fc/f)² )
Z(TE10) = 376.73 / √( 1 − (fc/f)² )

Пірамідальний рупор:

G[дБі] = 10 × log10( 0.51 × 4π × A·B / λ² )
оптимальна довжина:  A² = 3·λ·Lh,   B² = 2·λ·Le
HPBW(E) ≈ 54°·λ/B      HPBW(H) ≈ 78°·λ/A

Позначення:​

  • a — широка стінка, b — вузька; саме a задає критичну частоту
  • A, B — розміри розкриву рупора
Обмеження калькулятора:
  • Нижче за критичну частоту розрахунок λg і опору не має сенсу — калькулятор попереджає й не показує їх
  • Вище за критичну TE20 поширюється кілька типів хвиль, і однохвильова модель недійсна
  • Формула підсилення рупора з ККД 0.51 дійсна для оптимального рупора; у короткого фазова помилка зʼїдає підсилення
  • Втрати в стінках не рахуються: для міді на 10 ГГц це десяті частки дБ на метр

🎯 Практичне застосування​

  • Вибір хвилеводу під діапазон. WR-90 — це 8.2–12.4 ГГц, і калькулятор показує, звідки ці числа беруться.
  • Опромінювач для дзеркала. Рупор із заданим розкривом і його реальна ширина діаграми.
  • Перевірка саморобного переходу. λg потрібна, щоб правильно поставити штир коаксіального переходу — на чверть хвилі від закоротки.
Практичні поради:
  1. Коаксіальний штир ставлять на λg/4 від глухого кінця — саме тому λg тут важливіша за λ₀.
  2. Рупор із розкривом менш ніж 2λ майже не додає підсилення проти відкритого кінця хвилеводу.
  3. Хвилевід з алюмінію на 10 ГГц цілком працює: додаткові втрати проти міді — частки децибела.
  4. Різьбові фланці з поганим контактом дають більше втрат, ніж метр хвилеводу.

© 2026 UR3PKI · CyberDev.Space · Контент ліцензовано за умовами CC BY-NC-SA 4.0.

Як послатися на цей калькулятор
UR3PKI. «Калькулятор хвилеводу й рупора». CyberDev.Space. https://cyberdev.space/radio/calculators/antennas/waveguide (ліцензія CC BY-NC-SA 4.0).

Ліцензія дозволяє вільно використовувати ці матеріали, зокрема в навчальних посібниках, але лише із зазначенням автора та посиланням на джерело.