Ipinapakita ng Figure 1 ang isang karaniwang slotted waveguide diagram, na mayroong mahaba at makitid na istruktura ng waveguide na may puwang sa gitna. Ang puwang na ito ay maaaring gamitin upang magpadala ng mga electromagnetic wave.
pigura 1. Heometriya ng mga pinakakaraniwang slotted waveguide antenna.
Ang front-end (Y = 0 open face sa xz plane) antenna ay pinapakain. Ang dulong bahagi ay karaniwang isang short circuit (metallic enclosure). Ang waveguide ay maaaring ma-excite ng isang maikling dipole (makikita sa likod ng cavity slot antenna) sa pahina, o ng isa pang waveguide.
Para simulan ang pagsusuri sa antenna sa Figure 1, tingnan natin ang modelo ng circuit. Ang waveguide mismo ay gumaganap bilang isang transmission line, at ang mga slot sa waveguide ay maaaring tingnan bilang parallel (parallel) admittances. Ang waveguide ay naka-short-circuit, kaya ang approximate circuit model ay ipinapakita sa Figure 1:
Pigura 2. Modelo ng sirkito ng slotted waveguide antenna.
Ang huling puwang ay may distansyang "d" hanggang sa dulo (na naka-short-circuit, gaya ng ipinapakita sa Figure 2), at ang mga elemento ng puwang ay may pagitan na may distansyang "L" mula sa isa't isa.
Ang laki ng uka ay magbibigay ng gabay sa wavelength. Ang guide wavelength ay ang wavelength sa loob ng waveguide. Ang guide wavelength ( ) ay isang function ng lapad ng waveguide ("a") at ng free space wavelength. Para sa dominanteng TE01 mode, ang mga guidance wavelength ay:
Ang distansya sa pagitan ng huling puwang at ng dulong "d" ay kadalasang pinipili bilang isang-kapat na wavelength. Ang teoretikal na estado ng linya ng transmisyon, ang quarter-wavelength short-circuit impedance line na ipinapadala pababa ay open circuit. Samakatuwid, ang Figure 2 ay nababawasan sa:
larawan 3. Modelo ng slotted waveguide circuit gamit ang quarter-wavelength transformation.
Kung ang parameter na "L" ay napili na kalahating wavelength, ang input ž ohmic impedance ay titingnan sa kalahating wavelength distance na z ohms. Ang "L" ay isang dahilan kung bakit ang disenyo ay dapat na halos kalahating wavelength. Kung ang waveguide slot antenna ay dinisenyo sa ganitong paraan, ang lahat ng slot ay maaaring ituring na parallel. Samakatuwid, ang input admittance at input impedance ng isang "N" element slotted array ay maaaring mabilis na kalkulahin bilang:
Ang input impedance ng waveguide ay isang function ng slot impedance.
Pakitandaan na ang mga parametro ng disenyo sa itaas ay balido lamang sa iisang frequency. Habang nagpapatuloy ang frequency mula roon, gumagana ang disenyo ng waveguide, magkakaroon ng pagkasira sa pagganap ng antenna. Bilang halimbawa ng pag-iisip tungkol sa mga katangian ng frequency ng isang slotted waveguide, ang mga sukat ng isang sample bilang isang function ng frequency ay ipapakita sa S11. Ang waveguide ay idinisenyo upang gumana sa 10 GHz. Ito ay ipinapakain sa coaxial feed sa ibaba, tulad ng ipinapakita sa Figure 4.
Pigura 4. Ang slotted waveguide antenna ay pinapakain ng coaxial feed.
Ang resultang S-parameter plot ay ipinapakita sa ibaba.
PAALALA: Ang antenna ay may napakalaking drop-off sa S11 sa humigit-kumulang 10 GHz. Ipinapakita nito na ang karamihan sa konsumo ng kuryente ay nailalantad sa frequency na ito. Ang bandwidth ng antenna (kung tinukoy bilang S11 ay mas mababa sa -6 dB) ay mula humigit-kumulang 9.7 GHz hanggang 10.5 GHz, na nagbibigay ng fractional bandwidth na 8%. Tandaan na mayroon ding resonance sa paligid ng 6.7 at 9.2 GHz. Sa ibaba ng 6.5 GHz, mas mababa sa cutoff waveguide frequency at halos walang enerhiyang nailalantad. Ang S-parameter plot na ipinapakita sa itaas ay nagbibigay ng magandang ideya kung saan katulad ang mga katangian ng bandwidth slotted waveguide frequency.
Ang three-dimensional radiation pattern ng isang slotted waveguide ay ipinapakita sa ibaba (ito ay kinalkula gamit ang isang numerical electromagnetic package na tinatawag na FEKO). Ang gain ng antenna na ito ay humigit-kumulang 17 dB.
Tandaan na sa XZ plane (H-plane), ang beamwidth ay napakakitid (2-5 degrees). Sa YZ plane (o E-plane), ang beamwidth ay mas malaki.
Panimula sa produkto ng serye ng Slotted Waveguide Antenna:
Oras ng pag-post: Enero-05-2024

