glavni

Antene z valovodom z režami – Načela načrtovanja

Slika 1 prikazuje običajni diagram valovoda z režami, ki ima dolgo in ozko strukturo valovoda z režo na sredini.Ta reža se lahko uporablja za prenos elektromagnetnih valov.

8

slika 1. Geometrija najpogostejših valovodnih anten z režami.

Sprednja antena (Y = 0 odprta stran v ravnini xz) je napajana.Skrajni konec je običajno kratek stik (kovinsko ohišje).Valovod je lahko vzbujen s kratkim dipolom (viden na zadnji strani antene z režo) na strani ali z drugim valovodom.

Za začetek analize antene na sliki 1 si poglejmo model vezja.Sam valovod deluje kot prenosni vod, reže v valovodu pa lahko gledamo kot vzporedne (paralelne) admitanse.Valovod je v kratkem stiku, zato je približen model vezja prikazan na sliki 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

slika 2. Model vezja valovodne antene z režami.

Zadnja reža je na razdalji "d" do konca (ki je v kratkem stiku, kot je prikazano na sliki 2), elementi reže pa so razmaknjeni na razdalji "L" drug od drugega.

Velikost utora bo vodilo do valovne dolžine.Vodilna valovna dolžina je valovna dolžina znotraj valovoda.Vodilna valovna dolžina ( ) je funkcija širine valovoda ("a") in valovne dolžine prostega prostora.Za prevladujoči način TE01 so vodilne valovne dolžine:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Razdalja med zadnjo režo in koncem "d" je pogosto izbrana na četrtino valovne dolžine.Teoretično stanje prenosnega voda, impedančni vod s četrt valovno dolžino, ki se prenaša navzdol, je odprt tokokrog.Zato se slika 2 zmanjša na:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

slika 3. Model vezja valovoda z režami s transformacijo četrt valovne dolžine.

Če je parameter "L" izbran za polovično valovno dolžino, se vhodna ž ohmska impedanca gleda na razdalji polovične valovne dolžine z ohmov.Črka "L" je razlog, da ima zasnova približno polovico valovne dolžine.Če je valovodna režna antena zasnovana na ta način, se lahko vse reže štejejo za vzporedne.Zato je mogoče vhodno admitanco in vhodno impedanco polja z režami "N" elementov hitro izračunati kot:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Vhodna impedanca valovoda je funkcija impedance reže.

Upoštevajte, da so zgornji parametri zasnove veljavni samo pri eni frekvenci.Ker frekvenca izhaja od tam, zasnova valovoda deluje, bo prišlo do poslabšanja delovanja antene.Kot primer razmišljanja o frekvenčnih značilnostih valovoda z režami bodo v S11 prikazane meritve vzorca kot funkcije frekvence.Valovod je zasnovan za delovanje pri 10 GHz.Ta se dovaja v koaksialni dovod na dnu, kot je prikazano na sliki 4.

9

Slika 4. Antena z režami valovoda se napaja s koaksialnim dovodom.

Dobljeni graf S-parametra je prikazan spodaj.

10

OPOMBA: Antena ima zelo velik padec na S11 pri približno 10 GHz.To kaže, da se večina porabe energije oddaja na tej frekvenci.Pasovna širina antene (če je opredeljena kot S11, je manjša od -6 dB) sega od približno 9,7 GHz do 10,5 GHz, kar daje delno pasovno širino 8 %.Upoštevajte, da obstaja tudi resonanca okoli 6,7 in 9,2 GHz.Pod 6,5 GHz, pod mejno valovodno frekvenco in skoraj nič energije ne seva.Graf S-parametra, prikazan zgoraj, daje dobro predstavo o tem, kateri pasovni širini so podobne frekvenčne značilnosti valovoda z režami.

Spodaj je prikazan tridimenzionalni vzorec sevanja valovoda z režami (to je bilo izračunano z uporabo numeričnega elektromagnetnega paketa, imenovanega FEKO).Dobiček te antene je približno 17 dB.

11

Upoštevajte, da je v ravnini XZ (ravnina H) širina žarka zelo ozka (2-5 stopinj).V ravnini YZ (ali E-ravnini) je širina žarka veliko večja.

Predstavitev serije valovodnih anten z režami:

 
 
 

RM-SWA910-22,9-10GHz


Čas objave: Jan-05-2024

Pridobite podatkovni list izdelka