Figur 1 viser et vanlig slisset bølgelederdiagram, som har en lang og smal bølgelederstruktur med et spor i midten. Dette sporet kan brukes til å overføre elektromagnetiske bølger.
Figur 1. Geometrien til de vanligste slissede bølgelederantennene.
Frontantennen (Y = 0 åpen overflate i xz-planet) mates. Den fjerne enden er vanligvis en kortslutning (metallisk innkapsling). Bølgelederen kan eksiteres av en kort dipol (sett på baksiden av hulromssporantennen) på siden, eller av en annen bølgeleder.
For å begynne å analysere antennen i figur 1, la oss se på kretsmodellen. Selve bølgelederen fungerer som en transmisjonslinje, og sporene i bølgelederen kan sees på som parallelle (parallelle) admittanser. Bølgelederen er kortsluttet, så den omtrentlige kretsmodellen er vist i figur 1:
Figur 2. Kretsmodell av slisset bølgelederantenne.
Det siste sporet er en avstand «d» til enden (som er kortsluttet, som vist i figur 2), og sporelementene er plassert en avstand «L» fra hverandre.
Størrelsen på sporet vil gi en pekepinn på bølgelengden. Styrebølgelengden er bølgelengden i bølgelederen. Styrebølgelengden ( ) er en funksjon av bredden på bølgelederen ("a") og den frie rombølgelengden. For den dominerende TE01-modusen er styringsbølgelengdene:
Avstanden mellom det siste sporet og enden «d» velges ofte til å være en kvart bølgelengde. Den teoretiske tilstanden til transmisjonslinjen, hvor kortslutningsimpedanslinjen med kvart bølgelengde sendes nedover, er åpen krets. Figur 2 reduseres derfor til:
bilde 3. Modell av slisset bølgelederkrets ved bruk av kvartbølgelengdetransformasjon.
Hvis parameter «L» er valgt til å være en halv bølgelengde, sees den inngangs ¾ ohmske impedansen ved en halv bølgelengdeavstand på z ohm. «L» er en grunn til at designet er omtrent en halv bølgelengde. Hvis bølgeledersporantennen er designet på denne måten, kan alle sporene betraktes som parallelle. Derfor kan inngangsadmittansen og inngangsimpedansen til en «N»-elements sporantenne raskt beregnes som:
Inngangsimpedansen til bølgelederen er en funksjon av sporimpedansen.
Vær oppmerksom på at designparametrene ovenfor kun er gyldige ved én enkelt frekvens. Etter hvert som frekvensen fortsetter derfra og bølgelederdesignet fungerer, vil det bli en forringelse i antennens ytelse. Som et eksempel på å tenke på frekvensegenskapene til en slisset bølgeleder, vil målinger av en prøve som en funksjon av frekvens vises i S11. Bølgelederen er designet for å operere ved 10 GHz. Denne mates til koaksialmatingen nederst, som vist i figur 4.
Figur 4. Den slissede bølgelederantennen mates av en koaksial mating.
Det resulterende S-parameterplottet er vist nedenfor.
MERK: Antennen har et veldig stort frekvensfall på S11 ved omtrent 10 GHz. Dette viser at mesteparten 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 grensebølgelederfrekvensen, utstråles nesten ingen energi. S-parameterplottet vist ovenfor gir en god idé om hva båndbreddeslissede bølgelederfrekvenskarakteristikker ligner på.
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.
Merk at i XZ-planet (H-planet) er strålebredden svært smal (2–5 grader). I YZ-planet (eller E-planet) er strålebredden mye større.
Produktintroduksjon til serien med slisset bølgelederantenne:
Publisert: 05.01.2024

