Şekil 1, ortasında bir yarık bulunan uzun ve dar bir dalga kılavuzu yapısına sahip yaygın bir yarıklı dalga kılavuzu diyagramını göstermektedir. Bu yarık, elektromanyetik dalgaları iletmek için kullanılabilir.
Şekil 1. En yaygın yarıklı dalga kılavuzu antenlerinin geometrisi.
Ön uç (xz düzleminde Y = 0 açık yüz) anten beslenir. Uzak uç genellikle kısa devre (metal muhafaza) şeklindedir. Dalga kılavuzu, sayfadaki kısa bir dipol (kavite yuvası anteninin arkasında görülür) veya başka bir dalga kılavuzu tarafından uyarılabilir.
Şekil 1'deki anteni analiz etmeye başlamak için devre modeline bakalım. Dalga kılavuzunun kendisi bir iletim hattı görevi görür ve dalga kılavuzundaki yarıklar paralel admitanslar olarak görülebilir. Dalga kılavuzu kısa devre olduğundan, yaklaşık devre modeli Şekil 1'de gösterilmiştir:
Şekil 2. Yarıklı dalga kılavuzu anteninin devre modeli.
Son yuva, uca (Şekil 2'de gösterildiği gibi kısa devre olan) "d" uzaklığındadır ve yuva elemanları birbirinden "L" uzaklığındadır.
Oluğun boyutu, dalga boyuna bir kılavuz verecektir. Kılavuz dalga boyu, dalga kılavuzu içindeki dalga boyudur. Kılavuz dalga boyu ( ), dalga kılavuzunun genişliğinin ("a") ve serbest uzay dalga boyunun bir fonksiyonudur. Baskın TE01 modu için kılavuz dalga boyları şunlardır:
Son yuva ile uç "d" arasındaki mesafe genellikle çeyrek dalga boyu olarak seçilir. İletim hattının teorik durumu, yani aşağı doğru iletilen çeyrek dalga boyu kısa devre empedans hattı açık devredir. Dolayısıyla, Şekil 2 şu şekilde özetlenebilir:
Resim 3. Çeyrek dalga boyu dönüşümü kullanılarak yarıklı dalga kılavuzu devre modeli.
"L" parametresi yarım dalga boyu olarak seçilirse, giriş ž ohm empedansı yarım dalga boyu mesafesinde, yani z ohm'da görüntülenir. "L", tasarımın yaklaşık yarım dalga boyu olmasının bir nedenidir. Dalga kılavuzu yuva anteni bu şekilde tasarlanırsa, tüm yuvalar paralel kabul edilebilir. Dolayısıyla, "N" elemanlı yuvalı bir dizinin giriş admitansı ve giriş empedansı şu şekilde hızlıca hesaplanabilir:
Dalga kılavuzunun giriş empedansı, yuva empedansının bir fonksiyonudur.
Lütfen yukarıdaki tasarım parametrelerinin yalnızca tek bir frekansta geçerli olduğunu unutmayın. Frekans ilerledikçe dalga kılavuzu tasarımı çalışacağından, antenin performansında düşüş olacaktır. Yarıklı bir dalga kılavuzunun frekans karakteristiklerini ele almanın bir örneği olarak, bir örneğin frekansa bağlı olarak ölçümleri S11'de gösterilecektir. Dalga kılavuzu 10 GHz'de çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, Şekil 4'te gösterildiği gibi alt kısımdaki koaksiyel beslemeye beslenir.
Şekil 4. Yarıklı dalga kılavuzu anteni koaksiyel bir besleme ile beslenir.
Elde edilen S-parametre grafiği aşağıda gösterilmiştir.
NOT: Anten, S11'de yaklaşık 10 GHz'de çok büyük bir düşüşe sahiptir. Bu, güç tüketiminin çoğunun bu frekansta yayıldığını gösterir. Anten bant genişliği (S11 -6 dB'den az olarak tanımlanırsa), yaklaşık 9,7 GHz'den 10,5 GHz'e çıkar ve %8'lik kesirli bir bant genişliği sağlar. 6,7 ve 9,2 GHz civarında bir rezonans olduğunu da unutmayın. 6,5 GHz'in altında, yani kesme dalga kılavuzu frekansının altında ve neredeyse hiç enerji yayılmaz. Yukarıda gösterilen S-parametresi grafiği, bant genişliği aralıklı dalga kılavuzu frekans özelliklerinin neye benzediğine dair iyi bir fikir verir.
Yarıklı bir dalga kılavuzunun üç boyutlu radyasyon deseni aşağıda gösterilmiştir (bu, FEKO adı verilen sayısal bir elektromanyetik paket kullanılarak hesaplanmıştır). Bu antenin kazancı yaklaşık 17 dB'dir.
XZ düzleminde (H düzlemi) ışın genişliğinin çok dar (2-5 derece) olduğunu, YZ düzleminde (veya E düzleminde) ise ışın genişliğinin çok daha büyük olduğunu unutmayın.
Slotlu Dalga Kılavuzu Anten serisi ürün tanıtımı:
Gönderi zamanı: 05-01-2024

