hoved

Designprincipper for slidsede bølgelederantenner

Figur 1 viser et almindeligt slidset bølgelederdiagram, som har en lang og smal bølgelederstruktur med en slids i midten. Denne slids kan bruges til at transmittere elektromagnetiske bølger.

8

Figur 1. Geometri af de mest almindelige slidsede bølgelederantenner.

Den forreste ende (Y = 0 åben flade i xz-planet) antennen forsynes. Den fjerne ende er normalt en kortslutning (metallisk indkapsling). Bølgelederen kan exciteres af en kort dipol (set på bagsiden af ​​hulrumsantennen) på siden eller af en anden bølgeleder.

For at begynde at analysere antennen i figur 1, lad os se på kredsløbsmodellen. Selve bølgelederen fungerer som en transmissionslinje, og spalterne i bølgelederen kan ses som parallelle (parallelle) admittancer. Bølgelederen er kortsluttet, så den omtrentlige kredsløbsmodel er vist i figur 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

Figur 2. Kredsløbsmodel af slidset bølgelederantenne.

Den sidste slids er en afstand "d" til enden (som er kortsluttet, som vist i figur 2), og slidselementerne er anbragt en afstand "L" fra hinanden.

Rillens størrelse vil give en vejledning til bølgelængden. Styrebølgelængden er bølgelængden inden i bølgelederen. Styrebølgelængden ( ) er en funktion af bølgelederens bredde ("a") og den frie rumbølgelængde. For den dominerende TE01-tilstand er styrebølgelængderne:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Afstanden mellem den sidste spalte og enden "d" vælges ofte til at være en kvart bølgelængde. Den teoretiske tilstand for transmissionslinjen, hvor kortslutningsimpedanslinjen med kvart bølgelængde transmitteres nedad, er et åbent kredsløb. Figur 2 reduceres derfor til:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

Billede 3. Model af slidset bølgelederkredsløb ved hjælp af kvartbølgelængdetransformation.

Hvis parameteren "L" er valgt til at være en halv bølgelængde, så ses den input ¾ ohmske impedans ved en halv bølgelængdeafstand z ohm. "L" er en årsag til designet til at være omkring en halv bølgelængde. Hvis bølgelederspalteantennen er designet på denne måde, kan alle slots betragtes som parallelle. Derfor kan inputadmittansen og inputimpedansen for et "N"-elementspalteopstilling hurtigt beregnes som:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Bølgelederens indgangsimpedans er en funktion af spalteimpedansen.

Bemærk venligst, at ovenstående designparametre kun er gyldige ved en enkelt frekvens. Efterhånden som frekvensen fortsætter derfra, som bølgelederdesignet fungerer, vil der være en forringelse af antennens ydeevne. Som et eksempel på frekvenskarakteristika for en slidset bølgeleder, vil målinger af en prøve som funktion af frekvens blive vist i S11. Bølgelederen er designet til at fungere ved 10 GHz. Dette føres til den koaksiale forsyning i bunden, som vist i figur 4.

9

Figur 4. Den slidsede bølgelederantenne forsynes med koaksial strøm.

Det resulterende S-parameterplot er vist nedenfor.

10

BEMÆRK: Antennen har et meget stort drop-off på S11 ved omkring 10 GHz. Dette viser, at det meste af strømforbruget udstråles ved denne frekvens. Antennens båndbredde (hvis defineret som S11 er mindre end -6 dB) går fra omkring 9,7 GHz til 10,5 GHz, hvilket giver en brøkdel af båndbredden på 8%. Bemærk, at der også er en resonans omkring 6,7 og 9,2 GHz. Under 6,5 GHz, under afskæringsbølgelederfrekvensen, udstråles næsten ingen energi. S-parameterplottet vist ovenfor giver en god idé om, hvad båndbreddeslottede bølgelederfrekvenskarakteristika ligner.

Det tredimensionelle strålingsmønster for en slidset bølgeleder er vist nedenfor (dette blev beregnet ved hjælp af en numerisk elektromagnetisk pakke kaldet FEKO). Forstærkningen af ​​denne antenne er cirka 17 dB.

11

Bemærk at strålebredden i XZ-planet (H-planet) er meget smal (2-5 grader). I YZ-planet (eller E-planet) er strålebredden meget større.

Produktintroduktion til serie af slidsede bølgelederantenner:

 
 
 

RM-SWA910-22, 9-10 GHz


Opslagstidspunkt: 05. januar 2024

Hent produktdatablad