1. attēlā redzama parasta spraugveida viļņvada diagramma, kurai ir gara un šaura viļņvada struktūra ar spraugu vidū. Šo spraugu var izmantot elektromagnētisko viļņu pārraidīšanai.
1. attēls. Visizplatītāko spraugveida viļņvadu antenu ģeometrija.
Priekšējā gala (Y = 0 atvērta virsma xz plaknē) antena tiek barota. Tālākais gals parasti ir īsslēgums (metāla korpuss). Viļņvadu var ierosināt īss dipols (redzams dobuma spraugas antenas aizmugurē) uz lapas vai cits viļņvads.
Lai sāktu 1. attēlā redzamās antenas analīzi, aplūkosim shēmas modeli. Pats viļņvads darbojas kā pārraides līnija, un viļņvada spraugas var uzskatīt par paralēlām (paralēlām) caurlaidībām. Viļņvads ir īsslēgts, tāpēc aptuvenais shēmas modelis ir parādīts 1. attēlā:
2. attēls. Spraugas viļņvada antenas shēmas modelis.
Pēdējā sprauga atrodas attālumā "d" līdz galam (kas ir īsslēgts, kā parādīts 2. attēlā), un spraugas elementi ir izvietoti attālumā "L" viens no otra.
Rievas izmērs noteiks viļņa garuma vadlīniju. Vadlīnijas viļņa garums ir viļņa garums viļņvadā. Vadlīnijas viļņa garums ( ) ir viļņvada platuma ("a") un brīvās telpas viļņa garuma funkcija. Dominējošajam TE01 režīmam vadošie viļņa garumi ir:
Attālums starp pēdējo spraugu un galu "d" bieži tiek izvēlēts kā ceturtdaļa viļņa garuma. Pārraides līnijas teorētiskais stāvoklis, ceturtdaļas viļņa garuma īsslēguma impedances līnija, kas tiek pārraidīta uz leju, ir pārtraukta ķēde. Tāpēc 2. attēls ir reducēts uz:
3. attēls. Spraugu viļņvada shēmas modelis, izmantojot ceturtdaļviļņa garuma transformāciju.
Ja parametrs "L" ir izvēlēts kā puse no viļņa garuma, tad ieejas ¾ omiskā pretestība tiek aplūkota pusviļņa garuma attālumā z omi. "L" ir iemesls, kāpēc konstrukcijai jābūt aptuveni pusei no viļņa garuma. Ja viļņvada spraugas antena ir konstruēta šādā veidā, tad visas spraugas var uzskatīt par paralēlām. Tāpēc "N" elementa spraugas masīva ieejas dimitanci un ieejas pretestību var ātri aprēķināt šādi:
Viļņvada ieejas pretestība ir atkarīga no spraugas pretestības.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka iepriekš minētie konstrukcijas parametri ir derīgi tikai vienā frekvencē. Frekvencei mainoties un no turienes, darbojas viļņvada konstrukcija, un antenas veiktspēja pasliktināsies. Kā piemērs, domājot par spraugas viļņvada frekvences raksturlielumiem, parauga mērījumi kā frekvences funkcija tiks parādīti S11. Viļņvads ir paredzēts darbībai ar 10 GHz frekvenci. Tas tiek padots uz koaksiālo padevi apakšā, kā parādīts 4. attēlā.
4. attēls. Spraugu viļņvada antenu baro koaksiālais padeves avots.
Iegūtais S parametra grafiks ir parādīts zemāk.
PIEZĪME. Antenai ir ļoti liels kritums uz S11 aptuveni 10 GHz frekvencē. Tas parāda, ka lielākā daļa enerģijas patēriņa tiek izstarota šajā frekvencē. Antenas joslas platums (ja definēts kā S11, kas ir mazāks par -6 dB) svārstās no aptuveni 9,7 GHz līdz 10,5 GHz, nodrošinot 8% daļēju joslas platumu. Ņemiet vērā, ka rezonanse ir arī aptuveni 6,7 un 9,2 GHz frekvencē. Zem 6,5 GHz, zem viļņvada robežfrekvences, enerģija gandrīz netiek izstarota. Iepriekš redzamais S parametra grafiks sniedz labu priekšstatu par to, kādam joslas platumam ir līdzīgas spraugveida viļņvada frekvences raksturlielumi.
Zemāk ir parādīts rievota viļņvada trīsdimensiju starojuma modelis (tas tika aprēķināts, izmantojot skaitlisku elektromagnētisko paketi, ko sauc par FEKO). Šīs antenas pastiprinājums ir aptuveni 17 dB.
Ņemiet vērā, ka XZ plaknē (H plaknē) stara platums ir ļoti šaurs (2–5 grādi). YZ plaknē (jeb E plaknē) stara platums ir daudz lielāks.
Spraugas viļņvada antenas sērijas produktu ieviešana:
RM-SWA910-22, 9–10 GHz
Publicēšanas laiks: 2024. gada 5. janvāris

