fő-

Réses hullámvezető antennák – Tervezési alapelvek

Az 1. ábra egy általános réses hullámvezető diagramot mutat be, amelynek hosszú és keskeny hullámvezető szerkezete van, középen egy réssel. Ez a nyílás elektromágneses hullámok továbbítására használható.

8

1. ábra A leggyakoribb hornyolt hullámvezető antennák geometriája.

Az elülső (Y = 0 nyitott felület az xz síkban) antenna betáplálva van. A túlsó vége általában rövidzárlat (fém burkolat). A hullámvezetőt gerjesztheti egy rövid dipólus (az üreges résantenna hátulján) vagy egy másik hullámvezető.

Az 1. ábra antenna elemzésének megkezdéséhez nézzük meg az áramköri modellt. Maga a hullámvezető átviteli vonalként működik, és a hullámvezető rései párhuzamos (párhuzamos) bebocsátásokként tekinthetők. A hullámvezető rövidre van zárva, ezért a hozzávetőleges áramköri modellt az 1. ábra mutatja:

162b41f3057440b5143f73195d68239

2. ábra Rétes hullámvezető antenna áramköri modellje.

Az utolsó rés a végétől "d" távolság (amely rövidre van zárva, a 2. ábrán látható módon), és a réselemek "L" távolságra vannak egymástól.

A horony mérete útmutatást ad a hullámhosszhoz. A vezető hullámhossz a hullámvezetőn belüli hullámhossz. A vezetőhullámhossz ( ) a hullámvezető szélességének ("a") és a szabad tér hullámhosszának a függvénye. A domináns TE01 módban a vezető hullámhosszok a következők:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Az utolsó rés és a "d" vége közötti távolságot gyakran negyed hullámhossznak választják. A távvezeték elméleti állapota, a lefelé továbbított negyed hullámhosszú zárlati impedancia vezeték nyitott áramkör. Ezért a 2. ábra a következőre redukálódik:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

3. kép Rétes hullámvezető áramkör modell negyed hullámhossz transzformációval.

Ha az "L" paramétert fél hullámhosszra választják, akkor a bemeneti ¼ ohmos impedanciát z ohm fél hullámhossz távolságra tekintjük. Az "L" oka annak, hogy a kialakítás körülbelül fél hullámhosszú legyen. Ha a hullámvezető résantenna így van kialakítva, akkor az összes rés párhuzamosnak tekinthető. Ezért egy "N" elemű réses tömb bemeneti befogadóképessége és bemeneti impedanciája gyorsan kiszámítható a következőképpen:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

A hullámvezető bemeneti impedanciája a résimpedancia függvénye.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a fenti tervezési paraméterek csak egyetlen frekvencián érvényesek. Ahogy a frekvencia innen halad, a hullámvezető tervezése működik, az antenna teljesítménye csökkenni fog. A réses hullámvezető frekvenciajellemzőiről való gondolkodás példájaként egy minta mérését a frekvencia függvényében mutatjuk be az S11-ben. A hullámvezetőt úgy tervezték, hogy 10 GHz-en működjön. Ezt a 4. ábrán látható módon az alján lévő koaxiális betáplálásra tápláljuk.

9

4. ábra A réses hullámvezető antenna táplálása koaxiális táplálással történik.

Az eredményül kapott S-paraméter diagram az alábbiakban látható.

10

MEGJEGYZÉS: Az antenna nagyon nagy esést mutat az S11-en, körülbelül 10 GHz-en. Ez azt mutatja, hogy az energiafogyasztás nagy része ezen a frekvencián sugárzik. Az antenna sávszélessége (ha S11-ként definiálva kisebb, mint -6 dB) körülbelül 9,7 GHz-ről 10,5 GHz-re változik, ami 8%-os töredékes sávszélességet biztosít. Vegye figyelembe, hogy 6,7 és 9,2 GHz körül is van rezonancia. 6,5 GHz alatt, a vágási hullámvezető frekvencia alatt, és szinte semmilyen energia nem sugárzik. A fent bemutatott S-paraméter diagram jó képet ad arról, hogy a sávszélességű réses hullámvezető frekvenciakarakterisztikájához hasonlóak.

Az alábbiakban látható egy réses hullámvezető háromdimenziós sugárzási mintája (ezt a FEKO nevű numerikus elektromágneses csomag segítségével számítottuk ki). Ennek az antennának az erősítése körülbelül 17 dB.

11

Vegyük figyelembe, hogy az XZ síkban (H-sík) a nyalábszélesség nagyon szűk (2-5 fok). Az YZ síkban (vagy E-síkban) a nyalábszélesség sokkal nagyobb.

Slotted Waveguide Antenna sorozat termékismertető:

 
 
 

RM-SWA910-22, 9-10 GHz


Feladás időpontja: 2024-05-05

Szerezze be a termék adatlapot