Şekil 1, ortasında bir yarık bulunan uzun ve dar bir dalga kılavuzu yapısına sahip yaygın bir yarık dalga kılavuzu diyagramını göstermektedir. Bu yarık, elektromanyetik dalgaları iletmek için kullanılabilir.
Şekil 1. En yaygın yarık dalga kılavuzlu antenlerin geometrisi.
Ön uç (xz düzleminde Y = 0 açık yüzey) anten beslenir. Uzak uç genellikle kısa devredir (metalik muhafaza). Dalga kılavuzu, sayfada görülen kısa bir dipol (oyuk yuva anteninin arkasında) 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 yuvalar paralel iletkenlikler olarak düşünülebilir. Dalga kılavuzu kısa devre edildiğinden, yaklaşık devre modeli Şekil 1'de gösterilmiştir:
Şekil 2. Oluklu dalga kılavuzu anteninin devre modeli.
Son yuva, uca (Şekil 2'de gösterildiği gibi kısa devre yapılmış olan) "d" mesafesindedir ve yuva elemanları birbirlerinden "L" mesafede yerleştirilmiştir.
Oluk boyutu, dalga boyu için bir kılavuz görevi görecektir. 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 şöyledir:
Son yarık ile "d" ucu arasındaki mesafe genellikle çeyrek dalga boyu olarak seçilir. İletim hattının teorik durumu, çeyrek dalga boylu kısa devre empedansı olan ve aşağı doğru iletilen hat açık devredir. Bu nedenle, Şekil 2 şu hale indirgenir:
Resim 3. Çeyrek dalga boyu dönüşümü kullanılarak oluşturulmuş oluklu dalga kılavuzu devre modeli.
Eğer "L" parametresi yarım dalga boyu olarak seçilirse, giriş ohmik empedansı yarım dalga boyu mesafesinde z ohm olarak kabul edilir. "L", tasarımın yaklaşık yarım dalga boyu olmasının nedenidir. Eğer dalga kılavuzu yarık anteni bu şekilde tasarlanırsa, tüm yarıklar paralel olarak kabul edilebilir. Bu nedenle, "N" elemanlı yarık dizisinin giriş iletkenliği ve giriş empedansı şu şekilde hızlıca hesaplanabilir:
Dalga kılavuzunun giriş empedansı, yarık empedansının bir fonksiyonudur.
Lütfen yukarıdaki tasarım parametrelerinin yalnızca tek bir frekansta geçerli olduğunu unutmayın. Frekans arttıkça, dalga kılavuzu tasarımının performansında düşüş yaşanacaktır. Yarıklı bir dalga kılavuzunun frekans karakteristiklerini düşünmek için bir örnek olarak, bir numunenin frekansa bağlı ölçümleri S11'de gösterilecektir. Dalga kılavuzu 10 GHz'de çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, Şekil 4'te gösterildiği gibi alttaki koaksiyel beslemeye bağlanır.
Şekil 4. Oluklu dalga kılavuzu anteni, koaksiyel besleme kablosuyla beslenmektedir.
Elde edilen S-parametresi grafiği aşağıda gösterilmiştir.
NOT: Antenin S11 değerinde yaklaşık 10 GHz'de çok büyük bir düşüş vardır. 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'ye kadar uzanır ve %8'lik bir kesirli bant genişliği verir. Ayrıca 6,7 ve 9,2 GHz civarında bir rezonans olduğunu da unutmayın. 6,5 GHz'nin altında, kesme dalga kılavuzu frekansının altında ve neredeyse hiç enerji yayılmaz. Yukarıda gösterilen S-parametre grafiği, bant genişliği oluklu dalga kılavuzu frekans özelliklerinin neye benzediği konusunda iyi bir fikir verir.
Aşağıda, yarık şeklinde bir dalga kılavuzunun üç boyutlu radyasyon deseni gösterilmektedir (bu, FEKO adlı 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 unutmayın. YZ düzleminde (veya E düzleminde) ise ışın genişliği çok daha büyüktür.
Oluklu Dalga Kılavuzlu Anten serisi ürün tanıtımı:
RM-SWA910-22, 9-10GHz
Yayın tarihi: 05 Ocak 2024

