hoved-

Slotted Waveguide-antenner – Designprinsipper

Figur 1 viser et felles slisset bølgelederdiagram, som har en lang og smal bølgelederstruktur med en sliss i midten. Dette sporet kan brukes til å overføre elektromagnetiske bølger.

8

figur 1. Geometrien til de vanligste slissede bølgelederantennene.

Frontantennen (Y = 0 åpen flate i xz-planet) mates. Ytterste enden er vanligvis en kortslutning (metallisk kabinett). Bølgelederen kan eksiteres av en kort dipol (sett på baksiden av hulromssporantennen) på siden, eller av en annen bølgeleder.

For å begynne å analysere figur 1-antennen, la oss se på kretsmodellen. Selve bølgelederen fungerer som en overføringslinje, og sporene i bølgelederen kan sees på som parallelle (parallelle) admittanser. Bølgelederen er kortsluttet, så den omtrentlige kretsmodellen er vist i figur 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

figur 2. Kretsmodell av slissede bølgelederantenne.

Den siste spalten er en avstand "d" til enden (som er kortsluttet, som vist i figur 2), og sporelementene er plassert med en avstand "L" fra hverandre.

Størrelsen på sporet vil gi en veiledning til bølgelengden. Styrebølgelengden er bølgelengden i bølgelederen. Styrebølgelengden ( ) er en funksjon av bredden til bølgelederen ("a") og bølgelengden for det frie rommet. For den dominerende TE01-modusen er veiledningsbølgelengdene:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Avstanden mellom siste spalte og enden "d" velges ofte til å være en kvart bølgelengde. Den teoretiske tilstanden til overføringslinjen, den kvart-bølgelengde kortslutningsimpedanslinjen overført nedover er åpen krets. Derfor reduseres figur 2 til:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

bilde 3. Slotted bølgelederkretsmodell ved bruk av kvartbølgelengdetransformasjon.

Hvis parameter "L" er valgt til å være en halv bølgelengde, vil inngangen ¼ ohm impedans bli sett på en halv bølgelengde avstand z ohm. "L" er en grunn til at designet er omtrent en halv bølgelengde. Hvis bølgeledersporantennen er utformet på denne måten, kan alle sporene betraktes som parallelle. Derfor kan inngangsadmittansen og inngangsimpedansen til en "N"-elementspaltet array raskt beregnes som:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Inngangsimpedansen til bølgelederen er en funksjon av sporimpedansen.

Vær oppmerksom på at designparametrene ovenfor kun er gyldige ved en enkelt frekvens. Når frekvensen fortsetter derfra, fungerer bølgelederdesignet, vil det være forringelse i ytelsen til antennen. Som et eksempel på å tenke på frekvenskarakteristikkene til en slisset bølgeleder, vil målinger av en prøve som funksjon av frekvens vises i S11. Bølgelederen er designet for å operere ved 10 GHz. Denne mates til koaksialmatingen i bunnen, som vist i figur 4.

9

Figur 4. Den slissede bølgelederantennen mates av en koaksial mating.

Det resulterende S-parameterplottet er vist nedenfor.

10

MERK: Antennen har et veldig stort fall på S11 ved omtrent 10 GHz. Dette viser at det meste av strømforbruket utstråles ved denne frekvensen. Antennebåndbredden (hvis definert som S11 er mindre enn -6 dB) går fra omtrent 9,7 GHz til 10,5 GHz, noe som gir en brøkdel av båndbredden på 8%. Merk at det også er en resonans rundt 6,7 og 9,2 GHz. Under 6,5 GHz, under cutoff-bølgelederfrekvensen og nesten ingen energi utstråles. S-parameterplottet vist ovenfor gir en god ide om hvilken båndbredde bølgelederfrekvenskarakteristikker ligner.

Det tredimensjonale strålingsmønsteret til en slisset bølgeleder er vist nedenfor (dette ble beregnet ved hjelp av en numerisk elektromagnetisk pakke kalt FEKO). Forsterkningen til denne antennen er omtrent 17 dB.

11

Merk at i XZ-planet (H-planet) er strålebredden veldig smal (2-5 grader). I YZ-planet (eller E-planet) er strålebredden mye større.

Produktintroduksjon av sporet Waveguide Antenne-serien:

 
 
 

RM-SWA910-22,9-10GHz


Innleggstid: Jan-05-2024

Få produktdatablad