Фигура 1 показва обща диаграма на вълновод с прорези, която има дълга и тясна вълноводна структура с процеп в средата.Този слот може да се използва за предаване на електромагнитни вълни.
Фигура 1. Геометрия на най-често срещаните вълноводни антени с прорези.
Антената от предния край (Y = 0 отворена повърхност в равнината xz) се захранва.Далечният край обикновено е късо съединение (метален корпус).Вълноводът може да бъде възбуден от къс дипол (вижда се на гърба на антената с кухина) на страницата или от друг вълновод.
За да започнем да анализираме антената от фигура 1, нека да разгледаме модела на веригата.Самият вълновод действа като предавателна линия, а прорезите във вълновода могат да се разглеждат като паралелни (успоредни) входове.Вълноводът е с късо съединение, така че приблизителният модел на веригата е показан на фигура 1:
фигура 2. Модел на веригата на вълноводна антена с прорези.
Последният слот е на разстояние "d" до края (който е късо съединение, както е показано на фигура 2), а елементите на слота са разположени на разстояние "L" един от друг.
Размерът на жлеба ще даде ориентир за дължината на вълната.Водещата дължина на вълната е дължината на вълната във вълновода.Водещата дължина на вълната ( ) е функция от ширината на вълновода ("a") и дължината на вълната в свободното пространство.За доминиращия режим TE01 насочващите дължини на вълните са:
Разстоянието между последния слот и края "d" често се избира да бъде една четвърт дължина на вълната.Теоретичното състояние на предавателната линия, импедансната линия на късо съединение с дължина на четвърт вълна, предавана надолу, е отворена верига.Следователно Фигура 2 се свежда до:
изображение 3. Модел на вълноводна верига с прорези, използващ трансформация на четвърт дължина на вълната.
Ако параметърът "L" е избран да бъде половин дължина на вълната, тогава входният ž омичен импеданс се разглежда на разстояние половин дължина на вълната z ома."L" е причина дизайнът да бъде около половин дължина на вълната.Ако вълноводната слот антена е проектирана по този начин, тогава всички слотове могат да се считат за паралелни.Следователно, входният вход и входният импеданс на "N" елементна решетка може бързо да се изчисли като:
Входният импеданс на вълновода е функция на импеданса на слота.
Моля, имайте предвид, че горните проектни параметри са валидни само за една честота.Тъй като честотата излиза от там, дизайнът на вълновода работи, ще има влошаване на работата на антената.Като пример за мислене за честотните характеристики на прорезен вълновод, измерванията на проба като функция на честотата ще бъдат показани в S11.Вълноводът е проектиран да работи на 10 GHz.Това се подава към коаксиалното захранване в долната част, както е показано на фигура 4.
Фигура 4. Прорезната вълноводна антена се захранва от коаксиално захранване.
Получената диаграма на S-параметъра е показана по-долу.
ЗАБЕЛЕЖКА: Антената има много голям спад на S11 при около 10 GHz.Това показва, че по-голямата част от консумацията на енергия се излъчва на тази честота.Честотната лента на антената (ако е определена като S11 е по-малка от -6 dB) преминава от около 9,7 GHz до 10,5 GHz, което дава частична честотна лента от 8%.Имайте предвид, че има и резонанс около 6,7 и 9,2 GHz.Под 6,5 GHz, под граничната вълноводна честота и не се излъчва почти никаква енергия.Графиката на S-параметъра, показана по-горе, дава добра представа за това на каква честотна лента са подобни честотните характеристики на вълновода с прорези.
Триизмерният модел на излъчване на прорезен вълновод е показан по-долу (това е изчислено с помощта на цифров електромагнитен пакет, наречен FEKO).Усилването на тази антена е приблизително 17 dB.
Обърнете внимание, че в равнината XZ (H-равнина) широчината на лъча е много тясна (2-5 градуса).В равнината YZ (или E-равнината) ширината на лъча е много по-голяма.
Представяне на продукта от серията Slotted Waveguide Antenna:
Време на публикуване: 5 януари 2024 г
