橢圓軟波導(dǎo)與軟波導(dǎo)組件的技術(shù)要求

一、概念

軟波導(dǎo)（flexible waveguide），在GB/T 14733.2《電信術(shù)語(yǔ) 傳輸線和波導(dǎo)》中的定義是：在使用中其結(jié)構(gòu)允許作有限的彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉伸或它們的任意組合，而其電氣特性不發(fā)生可感知變化的波導(dǎo)。由定義可知，所謂波導(dǎo)的軟，并不是任意的，是有一定限度的，即其彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉伸等應(yīng)力變化，都應(yīng)在保證波導(dǎo)的電氣特性不發(fā)生變化的情況下。我們知道，波導(dǎo)是一種傳輸微波頻段的單導(dǎo)體傳輸線，其傳輸?shù)氖遣煌Ｊ剑?/span>TE_mn（H_mn）模或TM_mn（E_mn）模）的電磁波信號(hào)，波導(dǎo)的形變對(duì)波導(dǎo)內(nèi)傳輸信號(hào)的電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化是較為敏感的，電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化必然影響波導(dǎo)的電氣特性（如截止波長(zhǎng)與波導(dǎo)波長(zhǎng)、相速和群速、波阻抗和等效阻抗等）的變化。因此，有了軟波導(dǎo)，在微波通信系統(tǒng)也得到了大量的應(yīng)用，既可用來(lái)作為傳輸饋線，也可用來(lái)制作實(shí)現(xiàn)某種功能的軟波導(dǎo)組件。

二、橢圓軟波導(dǎo)的技術(shù)要求

1、概述

橢圓軟波導(dǎo)即波導(dǎo)橫截面為橢圓形的波導(dǎo)，可簡(jiǎn)稱(chēng)橢圓波導(dǎo)（elliptic waveguide）。橢圓軟波導(dǎo)管可用銅及銅合金材料或鋁材制作，可采用光壁管或皺紋管。橢圓軟波導(dǎo)管外加護(hù)套（可采用PE塑料等材料）而形成波導(dǎo)饋線。下圖2-1為橢圓軟波導(dǎo)的實(shí)物圖。

圖 2-1：橢圓軟波導(dǎo)管實(shí)物圖

我們知道，波導(dǎo)根據(jù)其橫截面的形狀可以制成矩形、扁矩形、方形、圓形和橢圓形等。矩形、扁矩形、方形波導(dǎo)可統(tǒng)稱(chēng)為直邊波導(dǎo)；圓形和橢圓形波導(dǎo)可統(tǒng)稱(chēng)為曲邊波導(dǎo)。直邊波導(dǎo)和曲邊波導(dǎo)在波導(dǎo)內(nèi)傳輸微波信號(hào)的電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)是不相同的，因此，傳輸?shù)碾姶艌?chǎng)的主模式是不相同的。直邊波導(dǎo)傳輸?shù)闹髂?/span>TE₁₀（H₁₀）模；而曲邊波導(dǎo)傳輸?shù)闹髂?/span>是TE₁₁（H₁₁）模。所謂波導(dǎo)的主模式是指電磁波能量引導(dǎo)效率最高的模式。另外，曲邊波導(dǎo)能夠產(chǎn)生極化兼并模，即在波導(dǎo)中可傳輸不同極化方式的TE₁₁模。

在長(zhǎng)距離的饋線傳輸系統(tǒng)中，對(duì)于直邊波導(dǎo)若制成軟波導(dǎo)，其形變應(yīng)力（彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉伸等）對(duì)波導(dǎo)的傳輸電氣特性的影響是比較敏感的，因此在微波通信中多為硬波導(dǎo)。顯然，硬波導(dǎo)是不適應(yīng)于長(zhǎng)距離的饋線系統(tǒng)。而對(duì)于曲邊波導(dǎo)，圓形波導(dǎo)和橢圓形波導(dǎo)相比，圓形波導(dǎo)在形變應(yīng)力下極易引起傳輸波形的變化或極化面的旋轉(zhuǎn)。而橢圓形波導(dǎo)可以形成E（一個(gè)垂直于波導(dǎo)長(zhǎng)軸而平行于波導(dǎo)短軸的面）面和H面（一個(gè)垂直于波導(dǎo)短軸而平行于波導(dǎo)長(zhǎng)軸的面），其更適應(yīng)于形變應(yīng)力一定的影響。

鑒于上述，橢圓形波導(dǎo)更適應(yīng)于微波通信的長(zhǎng)距離的饋線系統(tǒng)，更適用于微波通信實(shí)際工程中的應(yīng)用。為此，我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 831《微波接力通信系統(tǒng)橢圓軟波導(dǎo)技術(shù)條件》，專(zhuān)門(mén)規(guī)定了微波接力通信系統(tǒng)用橢圓軟波導(dǎo)的下述技術(shù)要求，若要詳細(xì)了解該標(biāo)準(zhǔn)全部?jī)?nèi)容的請(qǐng)查閱下附件2。

附件 2：YD/T 831-1996《微波接力通信系統(tǒng)橢圓軟波導(dǎo)技術(shù)條件》

2、橢圓波導(dǎo)的型號(hào)

在YD/T 831中給出了橢圓軟波導(dǎo)的型號(hào)命名方法，具體格式詳見(jiàn)下圖2-2。事實(shí)上，該命名方法是依據(jù)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 638.10《無(wú)線、微波及衛(wèi)星通信設(shè)備型號(hào)命名方法》做出的。

圖 2-2：橢圓軟波導(dǎo)型號(hào)命的名方法

欲詳細(xì)了解YD/T 638.10標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的請(qǐng)進(jìn)入。

3、橢圓波導(dǎo)的分類(lèi)

在YD/T 831中給出了橢圓軟波導(dǎo)產(chǎn)品的分類(lèi)方法，它是按照GB/T 13159《數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)進(jìn)網(wǎng)技術(shù)要求》中規(guī)定的“占有頻帶”進(jìn)行了13個(gè)頻段的分類(lèi)，并給出了各分類(lèi)的橢園軟波導(dǎo)的型號(hào)，具體詳見(jiàn)YD/T 831的表1，即見(jiàn)本文的附件2。標(biāo)準(zhǔn)還給出了接口法蘭盤(pán)的相應(yīng)分類(lèi)，它是符合GB 11449.2《波導(dǎo)法蘭盤(pán) 第二部分 普通矩形法蘭盤(pán)規(guī)范》，因此，橢圓軟波導(dǎo)的接口是需經(jīng)橢-矩變換的。

需要說(shuō)明的是：現(xiàn)行的GB/T 13159標(biāo)準(zhǔn)給出的微波接力通信系統(tǒng)的工作頻率范圍是1.4GHz~23GHz，而YD/T 831采用了其中的2GHz~15GHz頻率范圍，這是因?yàn)椋S電纜饋線系統(tǒng)通常工作于2 GHz頻段以下，而橢圓軟波導(dǎo)饋線系統(tǒng)通常工作于2GHz頻段以上。

欲詳細(xì)了解微波接力通信系統(tǒng)工作頻率范圍即管理規(guī)定的請(qǐng)進(jìn)入。

4、橢圓波導(dǎo)的電氣指標(biāo)要求

在YD/T 831中規(guī)定了橢圓軟波導(dǎo)的電氣指標(biāo)要求（見(jiàn)YD/T 831的表2）。其電氣性能參數(shù)包括駐波比（每百米）和插入損耗（dB/百米）。其每種型號(hào)的電氣指標(biāo)要求分為A、B和C三種性能。注意，橢圓波導(dǎo)的這些電氣指標(biāo)應(yīng)能適應(yīng)-45℃~55℃的環(huán)境溫度下保持工作。

5、橢圓波導(dǎo)的機(jī)械性能要求

橢圓波導(dǎo)的機(jī)械性能要求項(xiàng)目包括一次性彎曲最小半徑、卷繞電纜盤(pán)最小直徑和扭角度三項(xiàng)（見(jiàn)YD/T 831的表3），其所列應(yīng)力變形下應(yīng)符合上述的電氣指標(biāo)要求。

6、橢圓波導(dǎo)的氣密性要求

為了保證橢圓波導(dǎo)內(nèi)傳輸特性，是需要向波導(dǎo)內(nèi)沖入干燥的空氣的。因此，橢圓波導(dǎo)在0.03MPa的充氣壓力下，不應(yīng)有漏氣現(xiàn)象。

另外，在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9404《微波接力通信饋線系統(tǒng)技術(shù)條件》對(duì)橢圓波導(dǎo)饋線系統(tǒng)（它包括橢圓波導(dǎo)饋線和其相關(guān)部件或組件）的技術(shù)要求專(zhuān)門(mén)做出了規(guī)定。

欲詳細(xì)了解GB/T 9404標(biāo)準(zhǔn)具體要求的請(qǐng)進(jìn)入。

三、軟波導(dǎo)組件的技術(shù)要求

軟波導(dǎo)組件是指一段可扭或不可扭的軟波導(dǎo)管及其相關(guān)聯(lián)的護(hù)套、法蘭和附屬連接件的組合體。軟波導(dǎo)組件可用來(lái)制成相應(yīng)功能的部件，如轉(zhuǎn)彎、扭轉(zhuǎn)等。為此，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 11451《軟波導(dǎo)組件性能》對(duì)軟波導(dǎo)組件的技術(shù)要求給出了具體規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)的目的是確定軟波導(dǎo)組件的主要電氣機(jī)械性能和試驗(yàn)方法，以便鑒定所給定型號(hào)的軟波導(dǎo)組件的性能，適用于給定型號(hào)的軟波導(dǎo)組件。下述對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)做一簡(jiǎn)要的介紹，若要詳細(xì)了解具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件3。

附件 3：GB 11451-1989《軟波導(dǎo)組件性能》

1、軟波導(dǎo)組件的型號(hào)

軟波導(dǎo)組件型號(hào)的命名方法是：其格式由5部分組成，軟波導(dǎo)的代號(hào)為BR，為第一部分，其它部分的構(gòu)成（代號(hào)、含義）詳見(jiàn)下表3-1。

表 3-1：波導(dǎo)組件型號(hào)的格式組成

2、性能要求

軟波導(dǎo)組件的性能要求包括機(jī)械性能要求（見(jiàn)GB 11451/表1）和電氣性能要求（見(jiàn)GB 11451/表2），具體指標(biāo)要求詳見(jiàn)本文的附件3。

事實(shí)上，軟波導(dǎo)是要與硬波導(dǎo)相匹配或相連接的。

欲進(jìn)一步了解硬波導(dǎo)技術(shù)要求的請(qǐng)進(jìn)入。