main

Prorezne valovodne antene – Principi dizajna

Slika 1 prikazuje uobičajeni dijagram talasovoda sa prorezima, koji ima dugu i usku strukturu talasovoda sa prorezom u sredini.Ovaj utor se može koristiti za prijenos elektromagnetnih valova.

8

slika 1. Geometrija najčešćih proreznih talasovodnih antena.

Prednja antena (Y = 0 otvoreno lice u ravni xz) je napajana.Dalji kraj je obično kratak spoj (metalno kućište).Talasovod može biti pobuđen kratkim dipolom (vidi se na poleđini antene sa šupljinom) na stranici ili drugim talasovodom.

Za početak analize antene sa slike 1, pogledajmo model kola.Sam talasovod deluje kao prenosni vod, a prorezi u talasovodu se mogu posmatrati kao paralelne (paralelne) admitanse.Talovod je kratko spojen, pa je približni model kola prikazan na slici 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

slika 2. Model kola prorezne valovodne antene.

Poslednji utor je rastojanje "d" do kraja (koji je kratko spojen, kao što je prikazano na slici 2), a elementi utora su razmaknuti jedan od drugog na rastojanju "L".

Veličina utora će dati vodič za valnu dužinu.Talasna dužina vodiča je talasna dužina unutar talasovoda.Vodeća talasna dužina ( ) je funkcija širine talasovoda ("a") i talasne dužine slobodnog prostora.Za dominantni TE01 mod, valne dužine vođenja su:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Udaljenost između posljednjeg utora i kraja "d" često se bira da bude četvrtina valne dužine.Teorijsko stanje dalekovoda, četvrttalasne dužine kratkog spoja impedansne linije koje se prenosi naniže je otvoreno kolo.Stoga se slika 2 svodi na:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

slika 3. Model talasovodnog kola sa prorezima koji koristi transformaciju četvrtine talasne dužine.

Ako je parametar "L" odabran da bude pola valne dužine, tada se ulazna ž omska impedancija gleda na udaljenosti od pola valne dužine z ohma."L" je razlog da dizajn bude oko pola valne dužine.Ako je slot antena talasovoda projektovana na ovaj način, onda se svi prorezi mogu smatrati paralelnim.Stoga se ulazna admitansa i ulazna impedansa niza s prorezima "N" mogu brzo izračunati kao:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Ulazna impedansa talasovoda je funkcija impedanse utora.

Imajte na umu da su gore navedeni projektni parametri važeći samo na jednoj frekvenciji.Kako frekvencija napreduje odatle, dizajn talasovoda radi, doći će do degradacije u performansama antene.Kao primjer razmišljanja o frekvencijskim karakteristikama proreznog valovoda, mjerenja uzorka kao funkcije frekvencije će biti prikazana u S11.Talasovod je dizajniran da radi na 10 GHz.Ovo se dovodi do koaksijalnog napajanja na dnu, kao što je prikazano na slici 4.

9

Slika 4. Antena talasovoda sa prorezima se napaja koaksijalnim napajanjem.

Rezultirajući dijagram S-parametara je prikazan ispod.

10

NAPOMENA: Antena ima veoma veliki pad na S11 na oko 10 GHz.Ovo pokazuje da se većina potrošnje energije emituje na ovoj frekvenciji.Širina opsega antene (ako je definisana kao S11 je manja od -6 dB) kreće se od oko 9,7 GHz do 10,5 GHz, što daje delimičnu širinu pojasa od 8%.Imajte na umu da postoji i rezonanca oko 6,7 i 9,2 GHz.Ispod 6,5 GHz, ispod granične frekvencije talasovoda i skoro da se ne zrači energija.Prikazani dijagram S-parametara daje dobru predstavu o tome čemu su slične karakteristike frekvencije talasovoda sa prorezima.

Trodimenzionalni uzorak zračenja proreznog talasovoda je prikazan ispod (ovo je izračunato pomoću numeričkog elektromagnetnog paketa zvanog FEKO).Pojačanje ove antene je približno 17 dB.

11

Imajte na umu da je u XZ ravni (H-ravan) širina snopa veoma uska (2-5 stepeni).U ravni YZ (ili E-ravni), širina snopa je mnogo veća.

Uvod u seriju proreznih valovodnih antena:

 
 
 

RM-SWA910-22,9-10GHz


Vrijeme objave: Jan-05-2024

Nabavite list s podacima o proizvodu