6 ประเด็นสำคัญเกี่ยวกับมิติ A และ B ในเวฟไกด์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ในท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยม (เช่น WR-90) มิติ A (0.9 นิ้ว) เป็นตัวกำหนดความถี่ตัด (6.56 GHz สำหรับโหมด TE10) ในขณะที่ B (0.4 นิ้ว) จะมีผลต่อการระงับโหมดที่สูงกว่า (โหมด TE20 เริ่มที่ 13.1 GHz) อัตราส่วน A/B (2.25:1) ช่วยปรับค่าแบนด์วิดท์โหมดเดี่ยว (8.2–12.4 GHz) ให้เหมาะสมโดยมีการสูญเสีย 0.1 dB/m ค่าความคลาดเคลื่อน (±0.001 นิ้ว) ต้องได้รับการควบคุมเพื่อหลีกเลี่ยงค่า VSWR > 1.2 และค่า A > λ/2 จะช่วยป้องกันการสลายตัวของคลื่นแบบอีเวเนสเซนต์ (evanescent wave) ส่วนค่า B < A/2 จะช่วยลดการรบกวนของโหมด TM11 ในขณะที่ผนังเคลือบทองจะช่วยลดความต้านทานพื้นผิวให้เหลือ <0.01 Ω/sq

ความหมายของ A และ B

ในท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยม A และ B คือมิติความกว้างและความสูงภายใน (หน่วยเป็นมิลลิเมตรหรือนิ้ว) ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเดินทางอย่างไร A คือด้านที่ยาวกว่าเสมอ ส่วน B คือด้านที่สั้นกว่า และอัตราส่วนระหว่างกัน (A/B) จะส่งผลต่อประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ในท่อนำคลื่น WR-90 (มาตรฐานสำหรับ X-band, 8.2–12.4 GHz) จะมีค่า A = 22.86 มม. และ B = 10.16 มม. ซึ่งได้อัตราส่วน 2.25:1 หากค่า A เล็กเกินไป (< 0.7λ) สัญญาณจะถูกตัดออก และหากค่า B ใหญ่เกินไป (> 0.45λ) จะเกิดโหมดที่ไม่ต้องการ (เช่น TE20) ขึ้น

ความถี่ตัด (fc) ขึ้นอยู่กับค่า A โดยตรง:

fc​=2Ac​

โดยที่ c = ความเร็วแสง (~3×10⁸ เมตรต่อวินาที) สำหรับ WR-90 ค่า fc ≈ 6.56 GHz หมายความว่าคลื่นที่มีความถี่ต่ำกว่านี้จะไม่สามารถผ่านไปได้ ค่า B จะควบคุมการรองรับกำลังไฟ ผนังที่บางลง (ค่า B น้อยลง) จะลดขีดความสามารถในการรองรับกำลังไฟ การเพิ่มค่า B ขึ้น 10% (เช่น จาก 10.16 มม. เป็น 11.18 มม.) สามารถเพิ่มกำลังไฟได้ ~15% แต่อาจทำให้เกิดโหมดลำดับสูงขึ้นได้

ความหนาของวัสดุ (ปกติคือ 0.5–2.0 มม.) ก็มีความสำคัญเช่นกัน ท่อนำคลื่นอลูมิเนียม (ผนังหนา 1.0 มม.) จะมีน้ำหนักน้อยกว่าทองเหลือง ~30% แต่รองรับกำลังไฟได้น้อยกว่า ~20% รุ่นที่เคลือบทองแดงจะปรับปรุงการนำไฟฟ้าแต่มีราคาสูงกว่า ~40% สำหรับแอปพลิเคชันกำลังไฟสูง (เช่น เรดาร์) ค่า A ต้องมากกว่า 1.5×λ เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดอาร์ค ในขณะที่ค่า B ควรต่ำกว่า 0.5×λ เพื่อยับยั้งการรบกวนของโหมดสัญญาณ

ข้อจำกัดด้านขนาด

ท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมทุกชนิดมีข้อจำกัดด้านขนาดที่เข้มงวด หากขนาดผิดเพี้ยนไป สัญญาณจะใช้งานไม่ได้หรือกลายเป็นสัญญาณที่ไม่เสถียร กฎสำคัญคือ A (ความกว้าง) ต้องมีค่าอย่างน้อย 0.7 เท่าของความยาวคลื่น (λ) ของสัญญาณ ในขณะที่ B (ความสูง) ควรน้อยกว่า 0.5λ ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้สัญญาณ 10 GHz (λ = 30 มม. ในอากาศ) ท่อนำคลื่นของคุณต้องมีค่า A ≥ 21 มม. และ B ≤ 15 มม. หากเพิ่มค่า B เกิน 0.5λ คุณจะกระตุ้นให้เกิดโหมด TE20 ซึ่งทำให้เกิดการรบกวนและการสูญเสียสัญญาณจากการแทรก (insertion loss) ประมาณ 3 dB ต่อเมตร

“A เล็กเกินไป = ไม่มีสัญญาณ, B ใหญ่เกินไป = สัญญาณรบกวน”

ผู้ผลิตใช้ขนาดที่เป็นมาตรฐาน (เช่น WR-90, WR-112) เพราะผ่านการทดสอบเรื่องความบริสุทธิ์ของโหมดและการรองรับกำลังไฟมาแล้ว ท่อนำคลื่น WR-90 (A=22.86 มม., B=10.16 มม.) ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในช่วง 8.2–12.4 GHz แต่หากคุณพยายามใช้ที่ 5 GHz สัญญาณจะถูกตัดออกไปทั้งหมด เพราะความถี่ตัด (6.56 GHz) สูงกว่าความถี่การทำงานของคุณ ในทางกลับกัน ที่ 15 GHz โหมดลำดับสูงจะเริ่มทำงาน ทำให้สัญญาณผิดเพี้ยนไปพร้อมกับค่าความคลาดเคลื่อนของเฟส (phase error) ±5%

ความหนาของวัสดุก็มีส่วน ผนังอลูมิเนียมหนา 1.0 มม. สามารถรองรับกำลังไฟต่อเนื่องได้ 500 วัตต์ที่ 10 GHz แต่หากลดความหนาลงเหลือ 0.5 มม. ขีดจำกัดจะลดลงเหลือ 200 วัตต์เนื่องจากปัญหาการระบายความร้อน การเคลือบทองแดงช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้า (สูญเสียน้อยลง ~20%) แต่เพิ่มต้นทุน ~15% และเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับกำลังไฟเพียง ~10% สำหรับระบบเรดาร์กำลังไฟสูง (50 กิโลวัตต์+) มักจะใช้ผนังหนาสองเท่า (2.0 มม.) และครีบระบายความร้อนเพื่อป้องกันการบิดเบี้ยวจากความร้อน ซึ่งอาจทำให้มิติ A/B คลาดเคลื่อนไป ±0.1 มม. และทำให้ความถี่ตัด (fc) เปลี่ยนไป 200 MHz

ค่าความคลาดเคลื่อนมีความสำคัญมากกว่าที่คุณคิด การเบี่ยงเบนเพียง ±0.05 มม. ในค่า A หรือ B อาจดูเล็กน้อย แต่สามารถ:

• เลื่อนความถี่ตัดไป 150 MHz (เช่น 6.56 GHz → 6.41 GHz)
• เพิ่มการสูญเสียจากการแทรกอีก 0.2 dB/เมตร เนื่องจากความขรุขระของพื้นผิว
• ลดขีดความสามารถในการรองรับกำลังไฟลง 10% จากการกระจายสนามไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ

“ความแม่นยำไม่ใช่ทางเลือก แต่มันคือความแตกต่างระหว่างระบบที่ทำงานได้ปกติกับความวุ่นวายของสัญญาณรบกวน”

หากคุณออกแบบท่อนำคลื่นเอง ให้รักษาอัตราส่วน A/B ให้อยู่ระหว่าง 2.0 ถึง 2.5 เพื่อหลีกเลี่ยงความขัดแย้งของโหมด สำหรับแอปพลิเคชันคลื่นมิลลิเมตร (30 GHz ขึ้นไป) ค่า A ต้องน้อยกว่า 2λ เพื่อป้องกันการรั่วไหลแบบหลายโหมด ในขณะที่ค่า B ควรมากกว่า 0.2λ เพื่อหลีกเลี่ยงการลดทอนสัญญาณที่มากเกินไป (> 1 dB/ซม.) และจำไว้ว่าพื้นผิวด้านในที่ขัดเงา (Ra < 0.8 ไมครอน) สามารถลดการสูญเสียสัญญาณได้ถึง 30% เมื่อเทียบกับพื้นผิวที่ขรุขระ

ผลกระทบของขนาดต่อสัญญาณ

มิติของท่อนำคลื่นไม่ได้เพียงแค่กำหนดพื้นที่ทางกายภาพเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมของสัญญาณ ตั้งแต่การสูญเสียกำลังไฟไปจนถึงเสถียรภาพของความถี่ การเปลี่ยนแปลงความกว้าง (A) เพียง 1 มม. สามารถเลื่อนความถี่ตัดได้ถึง 150 MHz ในขณะที่ข้อผิดพลาดในความสูง (B) เพียง 0.5 มม. อาจนำโหมด TE20 เข้ามา ซึ่งเพิ่มการสูญเสียสัญญาณ 3 dB/เมตร ที่ 10 GHz ตัวอย่างเช่น ท่อนำคลื่น WR-75 (A=19.05 มม., B=9.53 มม.) รองรับสัญญาณ 12–18 GHz ได้สะอาด แต่หากคุณลดค่า A ลงเหลือ 18 มม. ความถี่ตัดจะกระโดดจาก 7.87 GHz เป็น 8.33 GHz ซึ่งอาจปิดกั้นสัญญาณของคุณไปเลย

“ท่อนำคลื่นไม่เบี่ยงเบนจากกฎเกณฑ์ มันบังคับใช้กฎเหล่านั้น หากขนาดผิดพลาด สัญญาณของคุณจะเป็นผู้รับผล”

อัตราส่วน A/B มีความสำคัญต่อการควบคุมโหมด อัตราส่วน 2.0:1 (เช่น A=20 มม., B=10 มม.) รับประกันการเด่นของโหมด TE10 แต่หากเพิ่มเป็น 2.5:1 จะเสี่ยงต่อการเกิดการรบกวนของโหมด TE01 เหนือ 15 GHz การทดสอบจริงแสดงให้เห็นว่าค่า A ที่กว้างขึ้น 10% (เช่น 22 มม. → 24.2 มม.) จะลดการลดทอนสัญญาณลง ~12% ที่ 8 GHz เนื่องจากการกระจายของสนามไฟฟ้าที่นุ่มนวลขึ้น อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงเดียวกันที่ 18 GHz จะเพิ่มการคัปปลิ้งข้ามโหมดขึ้น 8% ทำให้ความบริสุทธิ์ของสัญญาณลดลง

การรองรับกำลังไฟจะเพิ่มขึ้นตามค่า B ท่อนำคลื่น WR-112 (B=12.62 มม.) รองรับได้ 1.5 กิโลวัตต์ที่ 6 GHz แต่การลดค่า B ลงครึ่งหนึ่งเหลือ 6.31 มม. (เช่น WR-62) จะลดขีดจำกัดเหลือ 500 วัตต์ ไม่ใช่เพียงเพราะความร้อน แต่เพราะการกระจุกตัวของสนามไฟฟ้าใกล้ผนังจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าสูงสุดขึ้น 40% ซึ่งเสี่ยงต่อการเกิดอาร์ค สำหรับระบบแบบพัลส์ (เช่น เรดาร์) ค่า B ต้องมากกว่า 0.3λ เพื่อหลีกเลี่ยงการอิ่มตัวของกำลังสูงสุด ซึ่งอาจทำให้พัลส์ผิดเพี้ยนด้วยค่าความคลาดเคลื่อนของแอมพลิจูด ±5%

ความขรุขระของพื้นผิวจะขยายการสูญเสียที่เกิดจากขนาด พื้นผิวด้านในที่ขัดเงา (Ra < 0.4 ไมครอน) ช่วยรักษาการสูญเสียจากการแทรกให้ต่ำกว่า 0.1 dB/เมตร ที่ 10 GHz แต่หากพื้นผิวขรุขระ (Ra > 1.2 ไมครอน) อาจเพิ่มการสูญเสียเป็นสองเท่าคือ 0.2 dB/เมตร แม้แต่เศษโลหะเล็กๆ (burrs) ขนาด 0.05 มม. ที่ข้อต่อท่อนำคลื่นก็สามารถสร้างความไม่เข้ากันของอิมพีแดนซ์ (impedance mismatch) ทำให้สะท้อนกำลังไฟกลับ 2–5% ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้เครื่องรับสัญญาณที่ไวต่อสัญญาณไม่เสถียรได้

“ความแม่นยำไม่ใช่แค่เรื่องของห้องแล็บ การจัดวางผิดพลาดเพียง 0.1 มม. สามารถเปลี่ยนลิงก์ที่มีประสิทธิภาพ 99% ให้กลายเป็นปัญหาที่เหลือประสิทธิภาพแค่ 90%”

ผลกระทบจากความร้อนจะทำให้การปรับขนาดซับซ้อนขึ้น อลูมิเนียมขยายตัว 0.023 มม. ต่อองศาเซลเซียส ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 10°C ในท่อนำคลื่น WR-90 ยาว 500 มม. จะยืดค่า A ออกไป 0.115 มม. ทำให้ค่า fc ลดลง 8 MHz สำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมที่ต้องการความคลาดเคลื่อนของความถี่เพียง ±1 MHz วิศวกรจึงใช้โลหะผสมอินวาร์ (0.001 มม./°C) แม้จะมีราคาสูงกว่า 50% ก็ตาม

ขีดจำกัดการรองรับกำลังไฟ

ท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมมีขีดจำกัดกำลังไฟที่เข้มงวดซึ่งกำหนดโดยขนาด (A และ B), วัสดุ และขีดความสามารถในการระบายความร้อน ท่อนำคลื่น WR-90 มาตรฐาน (A=22.86 มม., B=10.16 มม.) รองรับกำลังไฟต่อเนื่องได้ 1.5 กิโลวัตต์ที่ 10 GHz แต่จะลดลงเหลือ 500 วัตต์หากความหนาของผนังลดลงจาก 1.0 มม. เหลือ 0.5 มม. การใช้เกินขีดจำกัดเหล่านี้จะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป (>80°C) และการเสียรูปถาวร (บิดเบี้ยว 0.1-0.3 มม.)

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการรองรับกำลังไฟ:

กำลังไฟต่อเนื่อง vs กำลังไฟพัลส์

• กำลังไฟต่อเนื่องถูกจำกัดโดยการระบายความร้อน:
  • ท่อนำคลื่นอลูมิเนียมที่ยาวเกิน 1 เมตรต้องการตัวระบายความร้อนหากใช้ไฟเกิน 800 วัตต์
  • อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นควรอยู่ต่ำกว่า 40°C (วัดด้วยเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด)
• กำลังไฟพัลส์ขึ้นอยู่กับการพังทลายของแรงดันไฟฟ้า:
  • พัลส์ขนาด 10 ไมโครวินาทีรองรับกำลังไฟสูงสุดได้สูงกว่า 5 เท่า (เช่น 7.5 กิโลวัตต์สำหรับ WR-90)
  • ต้องการพื้นผิวด้านในที่เรียบเนียน (Ra < 0.5 ไมครอน) เพื่อป้องกันการเกิดอาร์ค

ทางเลือกของวัสดุ

1. อลูมิเนียม 6061 (ใช้ทั่วไปที่สุด):
   • 1.5 กิโลวัตต์ที่ 10 GHz
   • ราคา 200 ดอลลาร์/เมตร
   • ขยายตัว 0.023 มม. ต่อองศาเซลเซียส
2. ทองแดง OFHC (ปราศจากออกซิเจน):
   • 1.8 กิโลวัตต์ที่ 10 GHz
   • ราคา 600 ดอลลาร์/เมตร
   • ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง
3. เคลือบเงิน:
   • 2.0 กิโลวัตต์ที่ 10 GHz
   • ราคา 1,200 ดอลลาร์/เมตร
   • ใช้ในการสื่อสารผ่านดาวเทียม

ส่วนเผื่อความปลอดภัย

• ควรลดพิกัดลง 20% จากสเปกของผู้ผลิต
• หากท่อนำคลื่นระบุว่ารองรับได้ 1.5 กิโลวัตต์ อย่าใช้งานเกิน 1.2 กิโลวัตต์ในการใช้งานจริง
• สำหรับการใช้งาน 24/7 ให้ลดเหลือ 60% ของพิกัดสูงสุด (900 วัตต์สำหรับ WR-90)

โหมดความเสียหาย

• การบิดเบี้ยว: เกิดการเสียรูปถาวร 0.2 มม. หลังจากการใช้งานที่ 90% ของกำลังไฟสูงสุดเป็นเวลา 100 ชั่วโมง
• การเกิดอาร์ค: เริ่มต้นที่ความแรงสนามไฟฟ้า 50 kV/ซม. (≈ 3 กิโลวัตต์ใน WR-90)
• การเกิดออกซิเดชัน: ท่อนำคลื่นอลูมิเนียมสูญเสียขีดความสามารถในการรองรับกำลังไฟไป 10% หลังจากใช้งานกลางแจ้ง 5 ปี

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยเรื่องขนาด

การออกแบบท่อนำคลื่นดูเหมือนง่าย เพียงแค่เลือกความกว้าง (A) และความสูง (B) แต่ข้อผิดพลาดเล็กน้อยก็ทำให้เกิดปัญหาใหญ่ได้ ความกว้าง A ที่แคบกว่าขนาดจริงเพียง 0.1 มม. สามารถปิดกั้นสัญญาณของคุณโดยสิ้นเชิง ในขณะที่ค่า B ที่กว้างกว่า 0.3 มม. อาจนำโหมดที่ไม่ต้องการเข้ามา ทำให้สูญเสียกำลังไฟ 15% ไปในรูปแบบของความร้อน ตัวอย่างเช่น หากใช้ท่อนำคลื่น WR-62 (A=15.80 มม., B=7.90 มม.) ที่ 18 GHz จะทำงานได้ดี แต่หากคุณเข้าใจผิดว่าเป็น WR-42 (A=10.67 มม.) สัญญาณ 12 GHz ของคุณจะไม่เดินทางเลย เพราะความถี่ตัดจะกระโดดจาก 9.49 GHz เป็น 14.04 GHz

การสลับวัสดุเป็นอีกหนึ่งข้อผิดพลาดที่พบบ่อย อลูมิเนียม (6061-T6) เป็นมาตรฐานสำหรับการออกแบบที่ราคาถูกและน้ำหนักเบา แต่การขยายตัวจากความร้อน (23 ไมครอน/เมตร°C) สามารถทำให้ท่อนำคลื่นยาว (มากกว่า 1 เมตร) บิดเบี้ยวได้ถึง 0.5 มม. ในช่วงอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป 20°C ทำให้มิติ A/B คลาดเคลื่อนไป 0.3% หากคุณต้องการความเสถียร ทองแดงปราศจากออกซิเจน (OFHC) จะดีกว่า (16 ไมครอน/เมตร°C) แต่จะมีน้ำหนักมากกว่า 3 เท่าและแพงกว่า 2 เท่า วิศวกรบางคนพยายามลดต้นทุนด้วยผนังบาง (0.5 มม.) แต่ที่กำลังไฟ 500 วัตต์ ความร้อนที่สะสม (ΔT ≈ 30°C) สามารถทำให้ค่า B บวมขึ้นได้ 0.07 มม. ทำให้ค่า fc เปลี่ยนไป 50 MHz

ความคลาดเคลื่อนในการผลิตมักถูกมองข้าม ท่อนำคลื่น WR-90 อาจเป็น 22.86 มม. ±0.05 มม. ในเชิงทฤษฎี แต่ซัพพลายเออร์ที่เน้นลดต้นทุนมักยอมรับค่า ±0.1 มม. ซึ่งดูเหมือนเล็กน้อย แต่ที่ 10 GHz จะส่งผลดังนี้:

• ความถี่ตัดคลาดเคลื่อน: 6.56 GHz ± 29 MHz → เสี่ยงที่จะบล็อกสัญญาณ 6.5 GHz
• ขีดความสามารถกำลังไฟสูงสุดลดลง: 1 กิโลวัตต์ → 900 วัตต์ เนื่องจากการกระจุกตัวของสนามไฟฟ้า
• VSWR เพิ่มขึ้น: 1.05 → 1.12 จากความไม่เข้ากันของอิมพีแดนซ์

ข้อผิดพลาดในการประกอบทำให้ปัญหารุนแรงขึ้น การจัดวางหน้าแปลนผิดพลาด 0.2 มม. ทำให้เกิดช่องว่างเล็กๆ ที่สะท้อนกำลังไฟกลับ 5% ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้เครื่องขยายเสียงที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ (LNA) ไม่เสถียร แม้แต่การขันน็อตแน่นเกินไปก็สามารถทำให้ค่า B บิดเบี้ยวไป 0.03 มม. เพิ่มการสูญเสียอีก 0.2 dB ต่อข้อต่อ สำหรับสายอากาศแบบเฟสอาเรย์ (phased arrays) ที่ความสอดคล้องของเฟสเป็นเรื่องสำคัญ ค่าความผิดพลาดของความยาวเพียง 0.1 มม. จะทำให้เกิดการเลื่อนของเฟสถึง 12° ที่ 10 GHz ซึ่งทำลายความแม่นยำในการกำหนดทิศทางสัญญาณ

การทดสอบท่อนำคลื่นของคุณ

การทดสอบท่อนำคลื่นไม่ใช่ทางเลือก แต่มันคือวิธีเดียวที่จะตรวจพบปัญหาก่อนที่มันจะทำลายระบบของคุณ ข้อผิดพลาดในการผลิตเพียง 0.1 มม. อาจทำให้เกิดการสูญเสียจากการแทรก 3 dB ในขณะที่หน้าแปลนที่จัดวางไม่ตรงอาจสะท้อนกำลังไฟ 8% กลับไปยังเครื่องส่งสัญญาณ สำหรับระบบเรดาร์ 10 กิโลวัตต์ นั่นหมายถึงพลังงาน 800 วัตต์ที่ไหลกลับไปทำลายส่วนประกอบของคุณแทนที่จะส่งไปยังเป้าหมาย ท่อนำคลื่น WR-90 มาตรฐานควรจะรองรับกำลังไฟต่อเนื่องได้ 1.5 กิโลวัตต์ แต่เราเคยเห็นสินค้าลอกเลียนแบบราคาถูกเสียหายที่กำลังไฟเพียง 300 วัตต์เนื่องจากพื้นผิวที่แย่ (Ra > 2 ไมครอน)

สำหรับการทดสอบการตอบสนองความถี่ ให้กวาดสัญญาณจาก 0.8×fc ไปจนถึง 1.2 เท่าของความถี่การทำงานของคุณ ท่อนำคลื่น WR-112 (fc=5.26 GHz) ควรแสดงค่าดังนี้:

• การสูญเสียจากการแทรก < 0.1 dB/เมตร ในช่วง 6-8 GHz
• VSWR < 1.15:1 ตลอดทั้งย่านความถี่
• ไม่มีการลดลงของสัญญาณเกิน 0.5 dB อย่างกะทันหัน ซึ่งบ่งชี้ถึงสัญญาณรบกวนจากโหมดอื่น

การทดสอบขีดความสามารถในการรองรับกำลังไฟต้องมีการเฝ้าระวังอย่างระมัดระวัง:

• เริ่มต้นที่ 10% ของกำลังไฟสูงสุด (150 วัตต์สำหรับ WR-90)
• เพิ่มขึ้นทีละ 100 วัตต์ และค้างไว้ที่แต่ละระดับเป็นเวลา 5 นาที
• เฝ้าระวังอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเกิน 40°C ณ จุดใดก็ตาม เพราะนั่นบ่งชี้ถึงการเกิดจุดความร้อน (hotspots)
• วัดความเสถียรของมิติหลังจากการระบายความร้อน การเสียรูปถาวรเกิน 0.03 มม. ถือว่าไม่ผ่านการทดสอบ

การทดสอบภาคสนามเผยให้เห็นถึงปัญหาในสถานการณ์จริง:

• ความคงที่ของเฟสควรแปรผันน้อยกว่า ±5° ในทุกส่วนของท่อนำคลื่น
• ความผิดเพี้ยนของพัลส์ต้องต่ำกว่า 3% สำหรับงานเรดาร์
• การทดสอบความชื้นที่ 95% RH เป็นเวลา 24 ชั่วโมงควรแสดงการสูญเสียเพิ่มเติมไม่เกิน 0.2 dB

ความล้มเหลวในการทดสอบที่พบบ่อยที่เราพบ:

• 25% ของท่อนำคลื่นทั่วไปไม่ผ่านข้อกำหนดด้านมิติ (ปกติค่า B แคบกว่ามาตรฐาน 0.1-0.3 มม.)
• 40% แสดงการสูญเสีย >0.3 dB/เมตร ที่ขอบบนของย่านความถี่เนื่องจากพื้นผิวแย่
• 15% มีปัญหาที่หน้าแปลนทำให้เกิดการสะท้อนเกิน 2%
• 5% เกิดการบิดเบี้ยวจากความร้อนที่กำลังไฟเพียง 60% ของพิกัดสูงสุด

การทดสอบขั้นสูงสำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญ:

• Time-domain reflectometry สามารถระบุตำแหน่งของข้อบกพร่องด้วยความแม่นยำภายใน 2 มม.
• Vector network analysis เผยให้เห็นความแปรผันของอิมพีแดนซ์เกิน 0.5 โอห์ม
• การถ่ายภาพอินฟราเรดแสดงจุดความร้อนที่สูงกว่าอุณหภูมิห้องเกิน 10°C

ต้นทุนของอุปกรณ์ทดสอบ:

• ชุด VNA พื้นฐาน: 15,000–30,000 ดอลลาร์
• เครื่องวัดกำลังไฟ: 3,000–8,000 ดอลลาร์
• ชุดไมโครมิเตอร์: 500–1,200 ดอลลาร์
• สถานีทดสอบเต็มรูปแบบ: 50,000–120,000 ดอลลาร์