Gambar 1 menunjukkan diagram pandu gelombang berlubang umum, yang memiliki struktur pandu gelombang panjang dan sempit dengan celah di tengahnya. Celah ini dapat digunakan untuk mentransmisikan gelombang elektromagnetik.
Gambar 1. Geometri antena pandu gelombang berlubang yang paling umum.
Antena bagian depan (Y = 0, permukaan terbuka pada bidang xz) diberi daya. Ujung yang jauh biasanya berupa rangkaian pendek (wadah logam). Pandu gelombang dapat diaktifkan oleh dipol pendek (terlihat di bagian belakang antena slot rongga) pada halaman, atau oleh pandu gelombang lain.
Untuk mulai menganalisis antena pada Gambar 1, mari kita lihat model rangkaiannya. Pandu gelombang itu sendiri bertindak sebagai saluran transmisi, dan celah-celah pada pandu gelombang dapat dilihat sebagai admitansi paralel (sejajar). Pandu gelombang tersebut dihubung pendek, sehingga model rangkaian perkiraan ditunjukkan pada Gambar 1:
Gambar 2. Model rangkaian antena pandu gelombang berlubang.
Slot terakhir berjarak "d" dari ujung (yang dihubung pendek, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2), dan elemen-elemen slot berjarak "L" satu sama lain.
Ukuran alur akan memberikan panduan untuk panjang gelombang. Panjang gelombang panduan adalah panjang gelombang di dalam pandu gelombang. Panjang gelombang panduan ( ) merupakan fungsi dari lebar pandu gelombang ("a") dan panjang gelombang ruang bebas. Untuk mode TE01 dominan, panjang gelombang panduannya adalah:
Jarak antara slot terakhir dan ujung "d" sering dipilih sebagai seperempat panjang gelombang. Keadaan teoritis saluran transmisi, saluran impedansi hubung singkat seperempat panjang gelombang yang ditransmisikan ke bawah adalah rangkaian terbuka. Oleh karena itu, Gambar 2 disederhanakan menjadi:
Gambar 3. Model rangkaian pandu gelombang berlubang menggunakan transformasi seperempat panjang gelombang.
Jika parameter "L" dipilih sebagai setengah panjang gelombang, maka impedansi ohmik input ž dilihat pada jarak setengah panjang gelombang z ohm. "L" adalah alasan mengapa desainnya sekitar setengah panjang gelombang. Jika antena slot pandu gelombang dirancang dengan cara ini, maka semua slot dapat dianggap paralel. Oleh karena itu, admitansi input dan impedansi input dari susunan slot dengan "N" elemen dapat dihitung dengan cepat sebagai berikut:
Impedansi masukan pandu gelombang merupakan fungsi dari impedansi celah.
Harap dicatat bahwa parameter desain di atas hanya berlaku pada satu frekuensi. Seiring frekuensi meningkat, desain pandu gelombang akan mengalami penurunan kinerja antena. Sebagai contoh untuk memahami karakteristik frekuensi pandu gelombang berlubang, pengukuran sampel sebagai fungsi frekuensi akan ditunjukkan pada S11. Pandu gelombang dirancang untuk beroperasi pada 10 GHz. Ini diumpankan ke umpan koaksial di bagian bawah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Antena pandu gelombang berlubang diberi daya melalui saluran koaksial.
Grafik parameter S yang dihasilkan ditunjukkan di bawah ini.
CATATAN: Antena memiliki penurunan yang sangat besar pada S11 sekitar 10 GHz. Ini menunjukkan bahwa sebagian besar konsumsi daya dipancarkan pada frekuensi ini. Lebar pita antena (jika didefinisikan sebagai S11 kurang dari -6 dB) berkisar dari sekitar 9,7 GHz hingga 10,5 GHz, memberikan lebar pita fraksional sebesar 8%. Perhatikan bahwa ada juga resonansi di sekitar 6,7 dan 9,2 GHz. Di bawah 6,5 GHz, di bawah frekuensi cutoff waveguide, hampir tidak ada energi yang dipancarkan. Plot parameter S yang ditunjukkan di atas memberikan gambaran yang baik tentang karakteristik frekuensi waveguide slotted dengan lebar pita yang serupa.
Pola radiasi tiga dimensi dari pandu gelombang berlubang ditunjukkan di bawah ini (ini dihitung menggunakan paket elektromagnetik numerik bernama FEKO). Gain antena ini kira-kira 17 dB.
Perhatikan bahwa pada bidang XZ (bidang H), lebar berkas sangat sempit (2-5 derajat). Pada bidang YZ (atau bidang E), lebar berkas jauh lebih besar.
Pengenalan produk seri Antena Pandu Gelombang Bercelah:
Waktu posting: 05-Jan-2024

