La Figura 1 mostra un diagramma di guida d'onda a fessura comune, che ha una struttura di guida d'onda lunga e stretta con una fessura al centro.Questo slot può essere utilizzato per trasmettere onde elettromagnetiche.
figura 1. Geometria delle più comuni antenne a guida d'onda fessurata.
Viene alimentata l'antenna front-end (Y = 0 faccia aperta nel piano xz).L'estremità lontana è solitamente un cortocircuito (involucro metallico).La guida d'onda può essere eccitata da un corto dipolo (visto sul retro dell'antenna a fessura della cavità) sulla pagina o da un'altra guida d'onda.
Per iniziare ad analizzare l'antenna della Figura 1, diamo un'occhiata al modello del circuito.La guida d'onda stessa agisce come una linea di trasmissione e le fessure nella guida d'onda possono essere viste come ammettenze parallele (parallele).La guida d'onda è cortocircuitata, quindi il modello circuitale approssimativo è mostrato nella Figura 1:
figura 2. Modello circuitale di antenna a guida d'onda fessurata.
L'ultimo slot è a una distanza "d" dall'estremità (che è cortocircuitata, come mostrato nella Figura 2) e gli elementi dello slot sono distanziati di una distanza "L" l'uno dall'altro.
La dimensione della scanalatura fornirà una guida alla lunghezza d'onda.La lunghezza d'onda guida è la lunghezza d'onda all'interno della guida d'onda.La lunghezza d'onda della guida ( ) è una funzione della larghezza della guida d'onda ("a") e della lunghezza d'onda dello spazio libero.Per la modalità TE01 dominante, le lunghezze d'onda di guida sono:
La distanza tra l'ultimo slot e l'estremità "d" viene spesso scelta come un quarto di lunghezza d'onda.Lo stato teorico della linea di trasmissione, la linea di impedenza di cortocircuito a un quarto di lunghezza d'onda trasmessa verso il basso è un circuito aperto.Pertanto, la Figura 2 si riduce a:
immagine 3. Modello di circuito di guida d'onda scanalata utilizzando la trasformazione a un quarto di lunghezza d'onda.
Se il parametro "L" è selezionato su mezza lunghezza d'onda, l'impedenza di ingresso ¾ ohmica viene visualizzata a una distanza di mezza lunghezza d'onda z ohm.La "L" è una ragione per cui il design deve essere circa metà della lunghezza d'onda.Se l'antenna a fessura della guida d'onda è progettata in questo modo, tutte le fessure possono essere considerate parallele.Pertanto, l'ammettenza e l'impedenza di ingresso di un array con slot di elementi "N" possono essere rapidamente calcolate come:
L'impedenza di ingresso della guida d'onda è una funzione dell'impedenza dello slot.
Si prega di notare che i parametri di progettazione sopra indicati sono validi solo per una singola frequenza.Man mano che la frequenza procede da lì, la progettazione della guida d'onda funziona, ci sarà un degrado nelle prestazioni dell'antenna.Come esempio di come pensare alle caratteristiche di frequenza di una guida d'onda a fessura, in S11 verranno mostrate le misurazioni di un campione in funzione della frequenza.La guida d'onda è progettata per funzionare a 10 GHz.Questo viene alimentato all'alimentazione coassiale nella parte inferiore, come mostrato nella Figura 4.
Figura 4. L'antenna a guida d'onda fessurata è alimentata da un'alimentazione coassiale.
Il grafico risultante dei parametri S è mostrato di seguito.
NOTA: l'antenna ha un drop-off molto ampio sull'S11 a circa 10 GHz.Ciò dimostra che la maggior parte del consumo energetico viene irradiato a questa frequenza.La larghezza di banda dell'antenna (se definita come S11 è inferiore a -6 dB) va da circa 9,7 GHz a 10,5 GHz, fornendo una larghezza di banda frazionaria dell'8%.Da notare che c'è anche una risonanza intorno a 6,7 e 9,2 GHz.Al di sotto di 6,5 GHz, al di sotto della frequenza di taglio della guida d'onda, non viene irradiata quasi alcuna energia.Il grafico dei parametri S mostrato sopra dà una buona idea di a quali caratteristiche di frequenza della guida d'onda scanalata con larghezza di banda sono simili.
Di seguito è mostrato il diagramma di radiazione tridimensionale di una guida d'onda fessurata (calcolato utilizzando un pacchetto elettromagnetico numerico chiamato FEKO).Il guadagno di questa antenna è di circa 17 dB.
Si noti che nel piano XZ (piano H), l'ampiezza del fascio è molto stretta (2-5 gradi).Nel piano YZ (o piano E), l'ampiezza del fascio è molto maggiore.
Presentazione del prodotto della serie di antenne a guida d'onda scanalate:
Orario di pubblicazione: 05-gennaio-2024
