缝隙天线

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通常使用频率在300 MHz和24 GHz之间的缝隙天线。缝隙天线是流行 因为它们可以切割出他们可以安装在任何金属表面。缝隙天线有 辐射模式 大约全方位(类似线性线天线,我们会看到)。 缝隙天线的极化是线性的。插槽 大小,形状和它背后的材料(腔)提供设计,可用于优化性能的变量。

考虑一个无限的导电片材,尺寸“a”和“b”中取出一个长方形的插槽, 如图1所示。如果我们能够激发一些合理的领域,在插槽(通常被称为光圈) 有缝隙天线

图1。矩形缝隙天线尺寸“a”和“b”。

要获得有关缝隙天线的直觉,首先,我们要学习贝比芮的原则 (H. G.布克天线方面,在1946年提出)。 这一原则涉及的光圈或缝隙天线的辐射场和阻抗 双天线领域。 一个缝隙天线的双天线导电材料和空气互换 - 也就是说,缝隙天线成为 空间中的金属板。双天线的一个例子是在图2所示:

图2。双天线 - (左)缝隙天线(右)的偶极子天线。

需要注意的是一个电压源是通过缝隙天线的短端应用。这引起插槽内的电场分布, 和电流, 周围的槽周边旅游,既促进辐射。双天线是类似 偶极子天线。电压源应用中心 偶极子,使电压源旋转。

贝比芮的原则涉及这两个天线。第一个结果指出, 缝隙天线的阻抗 () 是关系到 其双天线的阻抗 ()的关系:

在上面, 固有阻抗 自由空间。

贝比芮/布克的原则的第二个重大成果是双天线领域几乎是相同的 缝隙天线(领域的组件互换,所谓的“对偶”)。也就是说,在该领域 缝隙天线(用下标“S”型)相关的领域其补(给予与 一个标“C”类):

因此,如果我们知道一个天线的领域,我们知道其他天线领域。自 很容易从偶极子天线,领域和阻抗的可视化领域 一个缝隙天线可以变得直观贝比芮的原则是理解。

请注意,是相反的两个天线的极化。也就是说, 因为在图2中的偶极子天线上的权利是垂直极化, 左侧的缝隙天线水平极化。

对偶例

作为一个例子,考虑一个类似图2右侧所示的偶极。假设 偶极子的长度为14.4厘米,宽2厘米,和阻抗 在1 GHz65+ j15欧姆。从偶极子天线的领域给予:

什么是在1 GHz插槽领域,与偶极子的尺寸相同呢?


使用贝比芮的原则,可以很容易找到的阻抗:

在这种情况下的缝隙天线的阻抗大得多。 而偶极子的阻抗是电感(正虚的一部分), 槽的阻抗电容(负虚部)。 插槽的电场可以很容易地发现:

我们看到的电场只包含一个岛(方位角)组件。 因此,缝隙天线是水平极化。


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