Hlavná

Štrbinové vlnovodové antény – princípy návrhu

Obrázok 1 ukazuje bežný štrbinový vlnovodný diagram, ktorý má dlhú a úzku vlnovodnú štruktúru so štrbinou v strede.Tento slot možno použiť na prenos elektromagnetických vĺn.

8

obrázok 1. Geometria najbežnejších štrbinových vlnovodných antén.

Predná anténa (Y = 0 otvorená plocha v rovine xz) je napájaná.Vzdialený koniec je zvyčajne skrat (kovový kryt).Vlnovod môže byť vybudený krátkym dipólom (vidno na zadnej strane štrbinovej antény) na stránke alebo iným vlnovodom.

Ak chcete začať analyzovať anténu na obrázku 1, pozrime sa na model obvodu.Samotný vlnovod funguje ako prenosové vedenie a štrbiny vo vlnovode možno považovať za paralelné (paralelné) admitancie.Vlnovod je skratovaný, takže približný model obvodu je znázornený na obrázku 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

obrázok 2. Model obvodu štrbinovej vlnovodnej antény.

Posledná štrbina je vzdialená "d" ku koncu (ktorý je skratovaný, ako je znázornené na obrázku 2) a prvky štrbiny sú od seba vzdialené vo vzdialenosti "L".

Veľkosť drážky poskytne vodítko pre vlnovú dĺžku.Vlnová dĺžka vedenia je vlnová dĺžka vo vlnovode.Vlnová dĺžka vedenia ( ) je funkciou šírky vlnovodu ("a") a vlnovej dĺžky voľného priestoru.Pre dominantný režim TE01 sú navádzacie vlnové dĺžky:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Vzdialenosť medzi posledným slotom a koncom "d" sa často volí ako štvrtina vlnovej dĺžky.Teoretický stav prenosovej linky, štvrťvlnovej skratovej impedančnej linky prenášanej smerom dole je otvorený okruh.Preto sa obrázok 2 redukuje na:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

obrázok 3. Model štrbinového vlnovodu využívajúceho transformáciu štvrťvlnovej dĺžky.

Ak je parameter "L" zvolený na polovičnú vlnovú dĺžku, potom sa vstupná ¼ ohmická impedancia zobrazí vo vzdialenosti polovičnej vlnovej dĺžky z ohmov."L" je dôvodom, aby bol dizajn približne polovičný.Ak je vlnovodová štrbinová anténa navrhnutá týmto spôsobom, potom všetky štrbiny možno považovať za paralelné.Vstupná vstupná impedancia a vstupná impedancia štrbinového poľa "N" prvkov sa preto dajú rýchlo vypočítať ako:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Vstupná impedancia vlnovodu je funkciou impedancie štrbiny.

Upozorňujeme, že vyššie uvedené konštrukčné parametre sú platné iba pri jednej frekvencii.Keď frekvencia postupuje odtiaľ, návrh vlnovodu funguje, dôjde k zhoršeniu výkonu antény.Ako príklad uvažovania o frekvenčných charakteristikách štrbinového vlnovodu budú v S11 zobrazené merania vzorky ako funkcie frekvencie.Vlnovod je navrhnutý tak, aby pracoval na frekvencii 10 GHz.Toto sa privádza do koaxiálneho prívodu v spodnej časti, ako je znázornené na obrázku 4.

9

Obrázok 4. Štrbinová vlnovodná anténa je napájaná koaxiálnym napájaním.

Výsledný graf S-parametrov je uvedený nižšie.

10

POZNÁMKA: Anténa má na S11 veľmi veľký úbytok na frekvencii približne 10 GHz.To ukazuje, že väčšina spotreby energie sa vyžaruje pri tejto frekvencii.Šírka pásma antény (ak je definovaná ako S11 je menšia ako -6 dB) sa pohybuje od približne 9,7 GHz do 10,5 GHz, čo dáva zlomkovú šírku pásma 8%.Všimnite si, že je tu aj rezonancia okolo 6,7 a 9,2 GHz.Pod 6,5 GHz, pod medznou frekvenciou vlnovodu a nevyžaruje sa takmer žiadna energia.Vyššie uvedený graf S-parametrov poskytuje dobrú predstavu o tom, akým frekvenčným charakteristikám štrbinového vlnovodu v šírke pásma sú podobné.

Trojrozmerný vyžarovací diagram štrbinového vlnovodu je uvedený nižšie (vypočítal sa pomocou numerického elektromagnetického balíka nazývaného FEKO).Zisk tejto antény je približne 17 dB.

11

Všimnite si, že v rovine XZ (rovina H) je šírka lúča veľmi úzka (2-5 stupňov).V rovine YZ (alebo E-rovine) je šírka lúča oveľa väčšia.

Predstavenie produktu série štrbinových vlnovodných antén:

 
 
 

RM-SWA910-22, 9-10 GHz


Čas odoslania: Jan-05-2024

Získajte produktový list