галоўны

Шчылінныя хваляводныя антэны - прынцыпы праектавання

На малюнку 1 паказана распаўсюджаная схема шчыліннага хвалявода, які мае доўгую і вузкую структуру хвалявода са шчылінай пасярэдзіне. Гэтая шчыліна можа выкарыстоўвацца для перадачы электрамагнітных хваль.

8

малюнак 1. Геаметрыя найбольш распаўсюджаных шчылінных хваляводных антэн.

Пярэдні канец антэны (Y = 0, адкрытая паверхня ў плоскасці xz) сілкуецца. Далёкі канец звычайна мае кароткае замыканне (металічны корпус). Хвалявод можа ўзбуджацца кароткім дыполем (які бачны на задняй панэлі шчыліннай антэны) на старонцы або іншым хваляводам.

Каб пачаць аналіз антэны, паказанай на малюнку 1, давайце разгледзім мадэль схемы. Сам хвалявод дзейнічае як лінія перадачы, а шчыліны ў хваляводзе можна разглядаць як паралельныя (паралельныя) адмітансы. Хвалявод каротказамкнуты, таму прыблізная мадэль схемы паказана на малюнку 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

малюнак 2. Схематычная мадэль шчыліннай хваляводнай антэны.

Апошні слот знаходзіцца на адлегласці "d" ад канца (які замкнёны накоротко, як паказана на малюнку 2), а элементы слота размешчаны на адлегласці "L" адзін ад аднаго.

Памер канаўкі будзе вызначаць даўжыню хвалі. Даўжыня хвалі кіруючага элемента — гэта даўжыня хвалі ўнутры хвалявода. Даўжыня хвалі кіруючага элемента ( ) залежыць ад шырыні хвалявода ("a") і даўжыні хвалі ў вольнай прасторы. Для дамінантнай моды TE01 даўжыні хваль кіруючага элемента складаюць:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Адлегласць паміж апошняй шчылінай і канцом "d" часта выбіраецца роўнай чвэрці даўжыні хвалі. Тэарэтычны стан лініі перадачы, лінія кароткага замыкання з імпедансам чвэрць даўжыні хвалі, якая перадаецца ўніз, з'яўляецца разамкнутай. Такім чынам, малюнак 2 зводзіцца да:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

малюнак 3. Мадэль шчыліннага хвалявода з выкарыстаннем пераўтварэння чвэрць даўжыні хвалі.

Калі параметр «L» выбраны роўным палове даўжыні хвалі, то ўваходны омічны імпеданс ¼ разглядаецца на адлегласці паловы даўжыні хвалі z Ом. «L» з'яўляецца прычынай таго, што канструкцыя павінна складаць каля паловы даўжыні хвалі. Калі хваляводная шчылінная антэна распрацавана такім чынам, то ўсе шчыліны можна лічыць паралельнымі. Такім чынам, уваходную прапускную здольнасць і ўваходны імпеданс шчыліннай антэны з «N» элементаў можна хутка разлічыць як:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Уваходны імпеданс хвалявода залежыць ад імпедансу шчыліны.

Звярніце ўвагу, што вышэйзгаданыя параметры канструкцыі дзейнічаюць толькі на адной частаце. Па меры павышэння частаты, у залежнасці ад канструкцыі хвалявода, прадукцыйнасць антэны будзе пагаршацца. У якасці прыкладу частотных характарыстык шчыліннага хвалявода на малюнку S11 будуць паказаны вымярэнні ўзору ў залежнасці ад частаты. Хвалявод прызначаны для працы на частаце 10 ГГц. Сігнал падаецца на кааксіяльны кабель унізе, як паказана на малюнку 4.

9

Малюнак 4. Шчылінная хваляводная антэна сілкуецца ад кааксіяльнага кабеля.

Атрыманы графік S-параметраў паказаны ніжэй.

10

ЗАЎВАГА: Антэна мае вельмі вялікі падзенне на S11 каля 10 ГГц. Гэта паказвае, што большая частка спажыванай магутнасці выпраменьваецца на гэтай частаце. Паласа прапускання антэны (калі S11 вызначаецца як менш за -6 дБ) змяняецца ад прыкладна 9,7 ГГц да 10,5 ГГц, што дае долю паласы прапускання 8%. Звярніце ўвагу, што таксама існуе рэзананс каля 6,7 і 9,2 ГГц. Ніжэй за 6,5 ГГц, ніжэй за частату хвалявода зрэзу, энергія амаль не выпраменьваецца. Графік S-параметраў, паказаны вышэй, дае добрае ўяўленне аб тым, да якой паласы прапускання падобныя частотныя характарыстыкі шчыліннага хвалявода.

Трохмерная дыяграма накіраванасці шчыліннага хвалявода паказана ніжэй (яна была разлічана з выкарыстаннем лікавага электрамагнітнага пакета пад назвай FEKO). Каэфіцыент узмацнення гэтай антэны складае прыблізна 17 дБ.

11

Звярніце ўвагу, што ў плоскасці XZ (плоскасць H) шырыня прамяня вельмі вузкая (2-5 градусаў). У плоскасці YZ (або плоскасць E) шырыня прамяня значна большая.

Агляд прадукту серыі шчылінных хваляводных антэн:

 
 
 

RM-SWA910-22, 9-10 ГГц

E-mail:info@rf-miso.com

Тэлефон: 0086-028-82695327

Вэб-сайт: www.rf-miso.com


Час публікацыі: 05 студзеня 2024 г.

Атрымаць тэхнічны ліст прадукту