اصلی

آنتن های موجبر شیاردار - اصول طراحی

شکل 1 یک نمودار موجبر شیاردار معمولی را نشان می دهد که دارای ساختار موجبر بلند و باریک با شکافی در وسط است. از این شکاف می توان برای انتقال امواج الکترومغناطیسی استفاده کرد.

8

شکل 1. هندسه رایج ترین آنتن های موجبر شیاردار.

آنتن جلویی (Y = 0 صفحه باز در صفحه xz) تغذیه می شود. انتهای دور معمولاً یک اتصال کوتاه (محفظه فلزی) است. موجبر ممکن است توسط یک دوقطبی کوتاه (که در پشت آنتن شکاف حفره دیده می شود) در صفحه یا توسط یک موجبر دیگر تحریک شود.

برای شروع تجزیه و تحلیل آنتن شکل 1، بیایید به مدل مدار نگاه کنیم. موجبر خود به عنوان یک خط انتقال عمل می کند و شکاف های موجود در موجبر را می توان به عنوان ورودی های موازی (موازی) مشاهده کرد. موجبر اتصال کوتاه است، بنابراین مدل تقریبی مدار در شکل 1 نشان داده شده است:

162b41f3057440b5143f73195d68239

شکل 2. مدل مدار آنتن موجبر شیاردار.

آخرین شکاف یک فاصله "d" تا انتها است (که اتصال کوتاه است، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است)، و عناصر شکاف با فاصله "L" از یکدیگر فاصله دارند.

اندازه شیار راهنمای طول موج است. طول موج راهنما، طول موج درون موجبر است. طول موج راهنما ( ) تابعی از عرض موجبر ("a") و طول موج فضای آزاد است. برای حالت غالب TE01، طول موج های هدایت عبارتند از:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

فاصله بین آخرین شکاف و انتهای "d" اغلب به عنوان یک چهارم طول موج انتخاب می شود. حالت تئوری خط انتقال، خط امپدانس اتصال کوتاه یک چهارم طول موج که به سمت پایین منتقل می شود مدار باز است. بنابراین، شکل 2 به:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

تصویر 3. مدل مدار موجبر شیاردار با استفاده از تبدیل یک چهارم طول موج.

اگر پارامتر "L" به عنوان نیم طول موج انتخاب شود، امپدانس ورودی ž اهمی در فاصله نیم طول موج z اهم مشاهده می شود. "L" دلیلی برای نیمی از طول موج بودن طرح است. اگر آنتن شیار موجبر به این صورت طراحی شده باشد، آنگاه می توان تمامی اسلات ها را موازی در نظر گرفت. بنابراین، پذیرش ورودی و امپدانس ورودی یک آرایه شیاردار عنصر "N" را می توان به سرعت به صورت زیر محاسبه کرد:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

امپدانس ورودی موجبر تابعی از امپدانس شکاف است.

لطفاً توجه داشته باشید که پارامترهای طراحی فوق فقط در یک فرکانس معتبر هستند. همانطور که فرکانس از آنجا پیش می رود، طراحی موجبر کار می کند، عملکرد آنتن کاهش می یابد. به عنوان نمونه ای از تفکر در مورد ویژگی های فرکانس یک موجبر شیاردار، اندازه گیری های یک نمونه به عنوان تابعی از فرکانس در S11 نشان داده خواهد شد. این موجبر برای کارکرد با فرکانس 10 گیگاهرتز طراحی شده است. همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، این به تغذیه کواکسیال در پایین می رسد.

9

شکل 4. آنتن موجبر شیاردار توسط یک تغذیه کواکسیال تغذیه می شود.

نمودار پارامتر S حاصل در زیر نشان داده شده است.

10

توجه: آنتن در S11 در حدود 10 گیگاهرتز افت بسیار زیادی دارد. این نشان می دهد که بیشتر توان مصرفی در این فرکانس تابش می شود. پهنای باند آنتن (اگر به صورت S11 تعریف شود کمتر از -6 دسی بل باشد) از حدود 9.7 گیگاهرتز به 10.5 گیگاهرتز می رسد که پهنای باند کسری 8٪ را ارائه می دهد. توجه داشته باشید که رزونانس در حدود 6.7 و 9.2 گیگاهرتز نیز وجود دارد. زیر 6.5 گیگاهرتز، زیر فرکانس موجبر قطع و تقریبا هیچ انرژی تابش نمی شود. نمودار پارامتر S که در بالا نشان داده شده است، ایده خوبی از ویژگی های فرکانس موجبر شیاردار پهنای باند شبیه به چه چیزی است.

الگوی تابش سه بعدی یک موجبر شیاردار در زیر نشان داده شده است (این با استفاده از یک بسته عددی الکترومغناطیسی به نام FEKO محاسبه شد). بهره این آنتن تقریباً 17 دسی بل است.

11

توجه داشته باشید که در صفحه XZ (H-plane)، عرض پرتو بسیار باریک است (2-5 درجه). در صفحه YZ (یا E-plane)، پهنای پرتو بسیار بزرگتر است.

معرفی محصول سری Antenna Waveguide Slotted:

 
 
 

RM-SWA910-22، 9-10 گیگاهرتز


زمان ارسال: ژانویه-05-2024

برگه اطلاعات محصول را دریافت کنید