Slika 1 prikazuje uobičajeni dijagram prorezanog valovoda, koji ima dugu i usku strukturu valovoda s prorezom u sredini. Ovaj prorez se može koristiti za prijenos elektromagnetskih valova.
slika 1. Geometrija najčešćih antena sa prorezima i valovodom.
Prednja antena (Y = 0 otvorena površina u xz ravni) se napaja. Dalji kraj je obično kratkospojen (metalno kućište). Valovod može biti pobuđen kratkim dipolom (vidi se na stražnjoj strani antene sa prorezom) na stranici ili drugim valovodom.
Za početak analize antene sa Slike 1, pogledajmo model kola. Sam talasovod djeluje kao prenosna linija, a prorezi u talasovodu mogu se posmatrati kao paralelne (paralelne) admitancije. Talasovod je kratko spojen, tako da je približan model kola prikazan na Slici 1:
slika 2. Model kola antene sa prorezima i talasovodom.
Posljednji utor je udaljen "d" od kraja (koji je kratko spojen, kao što je prikazano na slici 2), a elementi utora su međusobno razmaknuti na udaljenosti "L".
Veličina žlijeba će dati smjernicu za talasnu dužinu. Vodilica talasne dužine je talasna dužina unutar talasovoda. Vodilica talasne dužine ( ) je funkcija širine talasovoda ("a") i talasne dužine slobodnog prostora. Za dominantni TE01 mod, vodičke talasne dužine su:
Udaljenost između posljednjeg utora i kraja "d" često se bira da bude četvrtina talasne dužine. Teoretsko stanje prenosne linije, linija kratkog spoja impedanse četvrtine talasne dužine koja se prenosi prema dolje, je otvoreno kolo. Stoga se Slika 2 svodi na:
slika 3. Model kola sa proreznim talasovodom korišćenjem transformacije četvrtine talasne dužine.
Ako je parametar "L" odabran na pola talasne dužine, tada se ulazna λ omska impedancija posmatra na udaljenosti od polovine talasne dužine z oma. "L" je razlog zašto dizajn treba da bude oko polovine talasne dužine. Ako je antena sa prorezima talasovoda dizajnirana na ovaj način, tada se svi prorezi mogu smatrati paralelnim. Stoga se ulazna admitancija i ulazna impedancija niza sa prorezima od "N" elemenata mogu brzo izračunati kao:
Ulazna impedansa talasovoda je funkcija impedanse utora.
Imajte na umu da gore navedeni parametri dizajna važe samo na jednoj frekvenciji. Kako frekvencija raste, dizajn talasovoda će se pogoršavati, tako će se performanse antene smanjivati. Kao primjer razmišljanja o frekvencijskim karakteristikama prorezanog talasovoda, mjerenja uzorka u funkciji frekvencije biće prikazana na S11. Talasovod je dizajniran za rad na 10 GHz. Ovo se dovodi na koaksijalni kabl na dnu, kao što je prikazano na Slici 4.
Slika 4. Antena sa prorezima i valovodom se napaja koaksijalnim kablom.
Rezultirajući grafik S-parametara prikazan je ispod.
NAPOMENA: Antena ima vrlo veliki pad na S11 na oko 10 GHz. To pokazuje da se većina potrošnje energije zrači na ovoj frekvenciji. Propusni opseg antene (ako je definiran kao S11 manji od -6 dB) ide od oko 9,7 GHz do 10,5 GHz, dajući frakcijski propusni opseg od 8%. Treba napomenuti da postoji i rezonancija oko 6,7 i 9,2 GHz. Ispod 6,5 GHz, ispod granične frekvencije talasovoda, gotovo se ne zrači energija. Grafikon S-parametara prikazan iznad daje dobru predstavu o tome kojoj su frekventnoj karakteristici propusnog talasovoda slične.
Trodimenzionalni dijagram zračenja prorezanog talasovoda prikazan je ispod (izračunat je korištenjem numeričkog elektromagnetnog paketa pod nazivom FEKO). Pojačanje ove antene je približno 17 dB.
Treba napomenuti da je u XZ ravni (H-ravan) širina snopa vrlo uska (2-5 stepeni). U YZ ravni (ili E-ravan), širina snopa je mnogo veća.
Predstavljanje proizvoda serije prorezanih valovodnih antena:
RM-SWA910-22, 9-10 GHz
Vrijeme objave: 05.01.2024.

