главен

Брановодни антени со жлебови – Принципи на дизајн

Слика 1 прикажува вообичаен дијаграм на брановоден систем со процепи, кој има долга и тесна структура на брановоден систем со процеп во средината. Овој процеп може да се користи за пренесување на електромагнетни бранови.

8

слика 1. Геометрија на најчестите антени со брановидни отвори.

Предната антена (Y = 0 отворена површина во xz рамнината) е напојувана. Далечниот крај обично е краток спој (метално куќиште). Брановодот може да биде возбуден од краток дипол (се гледа на задната страна од антената со шуплина) на страницата или од друг брановод.

За да започнеме со анализа на антената од Слика 1, да го разгледаме моделот на колото. Самиот брановод делува како преносна линија, а слотови во брановодот може да се гледаат како паралелни (паралелни) адмистанси. Брановодот е кратко споен, па затоа приближниот модел на колото е прикажан на Слика 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

слика 2. Модел на коло на антена со брановидна жлебови.

Последниот отвор е на растојание „d“ до крајот (кој е кратко споен, како што е прикажано на Слика 2), а елементите на отворот се распоредени на растојание „L“ еден од друг.

Големината на жлебот ќе даде водич за брановата должина. Брановата должина на водичот е брановата должина во рамките на брановодот. Брановата должина на водичот ( ) е функција од ширината на брановодот ("a") и брановата должина во слободниот простор. За доминантниот TE01 режим, брановите должини на водењето се:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Растојанието помеѓу последниот отвор и крајот „d“ често се избира да биде четвртина од брановата должина. Теоретската состојба на далноводот, импедансата на краток спој од четвртина од брановата должина што се пренесува надолу, е отворено коло. Затоа, Слика 2 се сведува на:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

слика 3. Модел на коло со процепи на брановодот со трансформација од четвртина од брановата должина.

Ако параметарот „L“ е избран да биде половина бранова должина, тогаш влезната омска импеданса ¾ се гледа на половина бранова должина од растојанието z оми. „L“ е причина дизајнот да биде околу половина бранова должина. Ако антената со брановоден слот е дизајнирана на овој начин, тогаш сите слотови може да се сметаат за паралелни. Затоа, влезната адмитанса и влезната импеданса на низа со слотови од „N“ елементи може брзо да се пресметаат како:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Влезната импеданса на брановодот е функција од импедансата на слотот.

Ве молиме имајте предвид дека горенаведените параметри на дизајнот важат само на една фреквенција. Како што фреквенцијата продолжува од таму каде што функционира дизајнот на брановодот, ќе има деградација на перформансите на антената. Како пример за размислување за фреквентните карактеристики на брановодот со процепи, мерењата на примерокот како функција на фреквенцијата ќе бидат прикажани во S11. Брановодот е дизајниран да работи на 10 GHz. Ова се напојува во коаксијалниот приклучок на дното, како што е прикажано на Слика 4.

9

Слика 4. Брановодната антена со засеци се напојува преку коаксијален приклучок.

Резултирачкиот графикон на S-параметарот е прикажан подолу.

10

ЗАБЕЛЕШКА: Антената има многу голем пад на S11 на околу 10 GHz. Ова покажува дека поголемиот дел од потрошувачката на енергија се зрачи на оваа фреквенција. Пропусниот опсег на антената (доколку е дефиниран како S11 е помал од -6 dB) се движи од околу 9,7 GHz до 10,5 GHz, давајќи фракционозен пропусен опсег од 8%. Забележете дека постои и резонанца околу 6,7 и 9,2 GHz. Под 6,5 GHz, под граничната фреквенција на брановодот и речиси воопшто не се зрачи енергија. Графиконот на S-параметарот прикажан погоре дава добра претстава за тоа на кои карактеристики на фреквенцијата на брановодот со процепи на пропусниот опсег се слични.

Тридимензионалниот образец на зрачење на процепен брановод е прикажан подолу (ова е пресметано со помош на нумерички електромагнетен пакет наречен FEKO). Засилувањето на оваа антена е приближно 17 dB.

11

Забележете дека во XZ рамнината (H-рамнина), ширината на зракот е многу тесна (2-5 степени). Во YZ рамнината (или E-рамнината), ширината на зракот е многу поголема.

Вовед во серијата антени со брановодна жлебови:

 
 
 

RM-SWA910-22,9-10GHz


Време на објавување: 05 јануари 2024 година

Добијте технички лист за производот