开槽波导天线

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最常见的开槽波导图为图1:

图1。最常见的开槽波导天线的几何。

前端(Y =0在xz平面的开面)的天线是美联储。远端通常是短路 (金属封闭)。波导可能由短偶极子激发 (上背腔缝隙天线中看到)的页面,或 另一个波导。

要开始分析图1天线,让我们查看电路模型。 波导本身作为传输线, 在波导的插槽可以被看作是平行(并联)导纳。波导的短路, 所以近似的电路模型如图1:

图2。开槽波导天线的电路模型。

最后一个插槽的距离“d”到底(这是短路,如图2所示),和 插槽元素的间隔距离从对方的“L”。

槽的大小,将给予指导波长。该指南wavelegnth是波长 波导内。该指南波长 ()是一个函数 波导(“a”)和自由空间波长的宽度。对于占主导地位的TE01模式, 指导波长为:

最后一个插槽和结束“d”之间的距离往往是 选择四分之一波长。 传输线理论状态,向下传输的四分之一波长短路阻抗 线开路。因此,图2则减少到:

图3。开槽波导使用四分之一波长变换的电路模型。

如果参数“L”的选择是一个半波长,然后输入Z的欧姆阻抗观看了半波长的距离 ž欧姆。 “L”是设计约半波长的一个原因。如果波导缝隙天线 以这种方式设计的,那么所有的插槽可视为并行。因此,输入导纳和输入 一个“N”元素开槽阵的阻抗可以快速计算公式为:

波导的输入阻抗是一个插槽阻抗功能。

请注意,上述设计参数仅在一个单一频率的有效。随着频率从那里出发 波导的设计工作,将有天线的性能退化。举个 思想开槽波导的频率特性,一个样品的测量 作为频率的函数将显示的S11。 波导是设计工作在10 GHz。这是美联储在底部的同轴馈,如图4所示。

图4。开槽波导天线由同轴饲料喂养。

由此产生的S参数图如下图所示。

注意:天线已在约10 GHz的S11非常大的下降。这表明,大部分的耗电辐射 在这个频率。天线的带宽 (如果定义为S11是小于-6分贝)从约9.7 GHz的到10.5 GHz的,给人一种 分数带宽 8%。请注意,也有一个约6.7和9.2 GHz的共振。低于6.5千兆赫,低于截止波导 频率和几乎没有能量辐射。上面所示的S参数图给出了一个好主意什么的带宽 开槽波导频率特性类似。

开槽波导的三维辐射模式如下图所示 (这是使用包称为FEKO的数值电磁计算)。该天线增益约17分贝。

请注意,在X - Z平面(H -平面),  波束宽度很窄(2-5度)。在Y - Z平面 (或E -平面),  波束宽度 大得多。获取更铅笔型(窄) 利用开槽波导束在下一节讨论。


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