Az 1. ábra egy elterjedt réselt hullámvezető diagramot mutat, amely egy hosszú és keskeny hullámvezető szerkezettel rendelkezik, középen egy résszel. Ez a rés elektromágneses hullámok átvitelére használható.
1. ábra. A leggyakoribb réses hullámvezető antennák geometriája.
Az elülső vég (Y = 0 nyitott felület az xz síkban) antennája táplált. A távoli vége általában rövidzárlatos (fém burkolat). A hullámvezetőt gerjesztheti egy rövid dipólus (az üreges résantenna hátulján látható) az oldalon, vagy egy másik hullámvezető.
Az 1. ábrán látható antenna elemzésének megkezdéséhez nézzük meg az áramköri modellt. Maga a hullámvezető távvezetékként működik, és a hullámvezetőben lévő rések párhuzamos (párhuzamos) admittanciaként tekinthetők. A hullámvezető rövidre van zárva, így a hozzávetőleges áramköri modell az 1. ábrán látható:
2. ábra. Réselt hullámvezető antenna áramköri modellje.
Az utolsó rés "d" távolságra van a végétől (ami rövidre van zárva, ahogy a 2. ábra mutatja), és a réselemek "L" távolságra vannak egymástól.
A horony mérete határozza meg a hullámhossz vezetőjét. A vezető hullámhossz a hullámvezetőn belüli hullámhossz. A vezető hullámhossz ( ) a hullámvezető szélességének ("a") és a szabad tér hullámhosszának függvénye. A domináns TE01 módus esetében a vezető hullámhosszak a következők:
Az utolsó rés és a "d" vég közötti távolságot gyakran negyed hullámhossznak választják. Az átviteli vonal, a lefelé továbbított negyed hullámhosszú rövidzárlati impedanciavezeték elméleti állapota nyitott áramkör. Ezért a 2. ábra a következőre redukálódik:
3. kép. Réses hullámvezető áramkör modellje negyedhullámhossz-transzformációval.
Ha az „L” paramétert fél hullámhosszra választjuk, akkor a bemeneti ¾ ohmos impedanciát fél hullámhossznyi z ohm távolságban tekintjük. Az „L” az oka annak, hogy a tervezés során körülbelül fél hullámhosszra kellett tervezni. Ha a hullámvezető résantenna ilyen módon van kialakítva, akkor minden rés párhuzamosnak tekinthető. Ezért egy „N” elemű résantenna bemeneti admittanciája és bemeneti impedanciája gyorsan kiszámítható a következőképpen:
A hullámvezető bemeneti impedanciája a rés impedanciájának függvénye.
Felhívjuk a figyelmet, hogy a fenti tervezési paraméterek csak egyetlen frekvencián érvényesek. Ahogy a frekvencia növekszik a hullámvezető kialakításában, az antenna teljesítménye romlani fog. Példaként egy réses hullámvezető frekvenciakarakterisztikájára az S11. ábrán egy minta frekvenciafüggvényben történő mérése látható. A hullámvezető 10 GHz-es működésre van tervezve. Ez a koaxiális betáplálásra kerül az alján, ahogy a 4. ábra mutatja.
4. ábra. A réses hullámvezető antennát koaxiális betáplálás táplálja.
Az így kapott S-paraméter diagram az alábbiakban látható.
MEGJEGYZÉS: Az antenna S11-es antennáján körülbelül 10 GHz-en nagyon nagy a jelcsökkenés. Ez azt mutatja, hogy az energiafogyasztás nagy része ezen a frekvencián sugárzik ki. Az antenna sávszélessége (ha S11-ként definiáljuk, az kisebb, mint -6 dB) körülbelül 9,7 GHz-ről 10,5 GHz-re változik, ami 8%-os tört sávszélességet eredményez. Megjegyzendő, hogy 6,7 és 9,2 GHz környékén rezonancia is van. 6,5 GHz alatt, a határfrekvenciás hullámvezetőnél szinte semmilyen energia nem sugárzik ki. A fent látható S-paraméter diagram jó képet ad arról, hogy a sávszélességű, réselt hullámvezető frekvenciakarakterisztikájához milyen hasonlóságok társulnak.
Az alábbiakban egy réses hullámvezető háromdimenziós sugárzási mintázatát láthatjuk (ezt egy FEKO nevű numerikus elektromágneses csomaggal számítottuk ki). Az antenna erősítése körülbelül 17 dB.
Megjegyzendő, hogy az XZ síkban (H sík) a nyalábszélesség nagyon keskeny (2-5 fok). Az YZ síkban (vagy E síkban) a nyalábszélesség sokkal nagyobb.
Réselt hullámvezető antenna sorozat termékbemutató:
Közzététel ideje: 2024. január 5.

