Figura 1 prezintă o diagramă comună a ghidului de undă cu fante, care are o structură de ghid de undă lungă și îngustă, cu o fantă în mijloc.Acest slot poate fi folosit pentru a transmite unde electromagnetice.
figura 1. Geometria celor mai comune antene cu ghid de undă cu fante.
Antena frontală (Y = 0 față deschisă în planul xz) este alimentată.Capătul îndepărtat este de obicei un scurtcircuit (incintă metalică).Ghidul de undă poate fi excitat de un dipol scurt (văzut pe partea din spate a antenei cu slotul cavității) de pe pagină sau de un alt ghid de undă.
Pentru a începe analiza antenei din Figura 1, să ne uităm la modelul de circuit.Ghidul de undă însuși acționează ca o linie de transmisie, iar fantele din ghidul de undă pot fi văzute ca admisanțe paralele (paralele).Ghidul de undă este scurtcircuitat, astfel încât modelul aproximativ de circuit este prezentat în Figura 1:
figura 2. Modelul de circuit al antenei cu ghid de undă cu fante.
Ultimul slot este la o distanță „d” până la capăt (care este scurtcircuitat, așa cum se arată în Figura 2), iar elementele slotului sunt distanțate la o distanță „L” unul de celălalt.
Mărimea canelurii va oferi un ghid pentru lungimea de undă.Lungimea de undă de ghidare este lungimea de undă din ghidul de undă.Lungimea de undă de ghidare ( ) este o funcție de lățimea ghidului de undă ("a") și lungimea de undă din spațiul liber.Pentru modul dominant TE01, lungimile de undă de ghidare sunt:
Distanța dintre ultimul slot și capătul „d” este adesea aleasă ca un sfert de lungime de undă.Starea teoretică a liniei de transmisie, linia de impedanță de scurtcircuit cu un sfert de lungime de undă transmisă în jos este circuit deschis.Prin urmare, Figura 2 se reduce la:
imaginea 3. Model de circuit cu ghid de undă cu fante folosind transformarea unui sfert de lungime de undă.
Dacă parametrul „L” este selectat să fie o jumătate de lungime de undă, atunci impedanța ohmică de intrare este vizualizată la o distanță de jumătate de lungime de undă z ohmi.„L” este un motiv pentru ca designul să aibă aproximativ jumătate de lungime de undă.Dacă antena cu slotul ghidului de undă este proiectată în acest fel, atunci toate sloturile pot fi considerate paralele.Prin urmare, admitanța de intrare și impedanța de intrare a unui element „N” cu fante pot fi calculate rapid ca:
Impedanța de intrare a ghidului de undă este o funcție a impedanței slotului.
Vă rugăm să rețineți că parametrii de proiectare de mai sus sunt validi doar la o singură frecvență.Pe măsură ce frecvența continuă de acolo, proiectarea ghidului de undă funcționează, va exista o degradare a performanței antenei.Ca exemplu de gândire la caracteristicile de frecvență ale unui ghid de undă cu fante, măsurătorile unui eșantion în funcție de frecvență vor fi prezentate în S11.Ghidul de undă este proiectat să funcționeze la 10 GHz.Acesta este alimentat la alimentarea coaxială din partea inferioară, așa cum se arată în Figura 4.
Figura 4. Antena ghidajului de undă cu fante este alimentată printr-o alimentare coaxială.
Graficul parametrului S rezultat este prezentat mai jos.
NOTĂ: Antena are o scădere foarte mare pe S11 la aproximativ 10 GHz.Acest lucru arată că cea mai mare parte a consumului de energie este radiată la această frecvență.Lățimea de bandă a antenei (dacă este definită ca S11 este mai mică de -6 dB) trece de la aproximativ 9,7 GHz la 10,5 GHz, oferind o lățime de bandă fracțională de 8%.Rețineți că există și o rezonanță în jurul valorii de 6,7 și 9,2 GHz.Sub 6,5 GHz, sub frecvența de tăiere a ghidului de undă și aproape nicio energie nu este radiată.Graficul parametrului S prezentat mai sus oferă o idee bună despre caracteristicile frecvenței ghidului de undă cu lățimea de bandă cu fantă.
Modelul de radiație tridimensional al unui ghid de undă cu fante este prezentat mai jos (acesta a fost calculat folosind un pachet electromagnetic numeric numit FEKO).Câștigul acestei antene este de aproximativ 17 dB.
Rețineți că în planul XZ (planul H), lățimea fasciculului este foarte îngustă (2-5 grade).În planul YZ (sau planul E), lățimea fasciculului este mult mai mare.
Introducere în serie de antene cu ghid de undă cu fante:
Ora postării: 05-ian-2024
