رئيسي

هوائيات الدليل الموجي المشقوق – مبادئ التصميم

يوضح الشكل 1 مخططًا شائعًا للدليل الموجي ذي الشقوق، والذي يحتوي على بنية دليل موجي طويلة وضيقة مع فتحة في المنتصف.يمكن استخدام هذه الفتحة لنقل الموجات الكهرومغناطيسية.

8

الشكل 1. هندسة هوائيات الدليل الموجي الأكثر شيوعًا.

ويتم تغذية هوائي الواجهة الأمامية (Y = 0 وجه مفتوح في المستوى xz).عادة ما يكون الطرف البعيد عبارة عن دائرة كهربائية قصيرة (علبة معدنية).قد يتم تحفيز الدليل الموجي بواسطة ثنائي القطب قصير (يُرى على الجزء الخلفي من هوائي فتحة التجويف) على الصفحة، أو بواسطة دليل موجي آخر.

للبدء في تحليل هوائي الشكل 1، دعونا نلقي نظرة على نموذج الدائرة.يعمل الدليل الموجي نفسه كخط نقل، ويمكن النظر إلى الفتحات الموجودة في الدليل الموجي على أنها مدخلات متوازية (موازية).الدليل الموجي قصير الدائرة، لذلك يظهر نموذج الدائرة التقريبي في الشكل 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

الشكل 2. نموذج الدائرة لهوائي الدليل الموجي المشقوق.

الفتحة الأخيرة هي مسافة "d" حتى النهاية (وهي عبارة عن دائرة قصيرة، كما هو موضح في الشكل 2)، وتكون عناصر الفتحة متباعدة مسافة "L" عن بعضها البعض.

سيعطي حجم الأخدود دليلاً لطول الموجة.الطول الموجي الدليلي هو الطول الموجي داخل الدليل الموجي.الطول الموجي الدليلي ( ) هو دالة لعرض الدليل الموجي ("a") والطول الموجي للمساحة الحرة.بالنسبة للوضع السائد TE01، تكون أطوال موجات التوجيه كما يلي:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

غالبًا ما يتم اختيار المسافة بين الفتحة الأخيرة والنهاية "d" لتكون ربع الطول الموجي.الحالة النظرية لخط النقل، خط مقاومة الدائرة القصيرة بطول ربع الموجة المنقول إلى الأسفل هو دائرة مفتوحة.ولذلك، فإن الشكل 2 يختصر إلى:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

الصورة 3. نموذج دائرة الدليل الموجي المشقوق باستخدام تحويل ربع الطول الموجي.

إذا تم تحديد المعلمة "L" لتكون نصف طول موجة، فسيتم عرض مقاومة الإدخال ž أوم على مسافة نصف طول موجة z أوم."L" هو سبب أن يكون التصميم حوالي نصف الطول الموجي.إذا تم تصميم هوائي فتحة الدليل الموجي بهذه الطريقة، فيمكن اعتبار جميع الفتحات متوازية.لذلك، يمكن حساب قبول الإدخال ومقاومة الإدخال لمصفوفة ذات فترة زمنية محددة من عنصر "N" بسرعة على النحو التالي:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

إن معاوقة الإدخال للدليل الموجي هي وظيفة لمقاومة الفتحة.

يرجى ملاحظة أن معلمات التصميم المذكورة أعلاه صالحة فقط عند تردد واحد.ومع انطلاق التردد من هناك، يعمل تصميم الدليل الموجي، وسيكون هناك تدهور في أداء الهوائي.وكمثال على التفكير في خصائص التردد لدليل موجي مشقوق، سيتم عرض قياسات العينة كدالة للتردد في S11.تم تصميم الدليل الموجي للعمل بسرعة 10 جيجا هرتز.يتم تغذية هذا إلى التغذية المحورية في الأسفل، كما هو موضح في الشكل 4.

9

الشكل 4. يتم تغذية هوائي الدليل الموجي المشقوق بواسطة تغذية محورية.

يتم عرض مؤامرة S-parameter الناتجة أدناه.

10

ملاحظة: يحتوي الهوائي على انخفاض كبير جدًا في S11 عند حوالي 10 جيجا هرتز.وهذا يدل على أن معظم استهلاك الطاقة يشع عند هذا التردد.يتراوح عرض النطاق الترددي للهوائي (إذا تم تعريفه على أنه S11 أقل من -6 ديسيبل) من حوالي 9.7 جيجا هرتز إلى 10.5 جيجا هرتز، مما يوفر عرض نطاق كسري قدره 8%.لاحظ أن هناك أيضًا رنينًا يبلغ حوالي 6.7 و9.2 جيجا هرتز.أقل من 6.5 جيجاهرتز، أقل من تردد الدليل الموجي المقطوع ولا تشع أي طاقة تقريبًا.يعطي مخطط المعلمة S الموضح أعلاه فكرة جيدة عن خصائص تردد الدليل الموجي المشقوق لعرض النطاق الترددي.

يظهر أدناه نمط الإشعاع ثلاثي الأبعاد لدليل موجي مشقوق (تم حساب ذلك باستخدام حزمة كهرومغناطيسية رقمية تسمى FEKO).يبلغ كسب هذا الهوائي حوالي 17 ديسيبل.

11

لاحظ أنه في المستوى XZ (المستوى H)، يكون عرض الحزمة ضيقًا جدًا (2-5 درجات).في المستوى YZ (أو المستوى E)، يكون عرض الحزمة أكبر بكثير.

مقدمة المنتج من سلسلة هوائي الدليل الموجي المشقوق:

 
 
 

RM-SWA910-22,9-10 جيجا هرتز


وقت النشر: 05 يناير 2024

الحصول على ورقة بيانات المنتج