utama

Antena Gelombang Beralur – Prinsip Desain

Gambar 1 menunjukkan diagram pemandu gelombang beralur umum, yang memiliki struktur pemandu gelombang panjang dan sempit dengan alur di tengahnya. Alur ini dapat digunakan untuk mentransmisikan gelombang elektromagnetik.

8

Gambar 1. Geometri antena pemandu gelombang beralur yang paling umum.

Antena ujung depan (Y = 0 muka terbuka pada bidang xz) diberi daya. Ujung jauh biasanya berupa sirkuit pendek (penutup logam). Pemandu gelombang dapat dirangsang oleh dipol pendek (terlihat di bagian belakang antena slot rongga) pada halaman, atau oleh pemandu gelombang lain.

Untuk mulai menganalisis antena Gambar 1, mari kita lihat model rangkaiannya. Pemandu gelombang itu sendiri bertindak sebagai saluran transmisi, dan slot-slot dalam pemandu gelombang dapat dilihat sebagai admitansi paralel (sejajar). Pemandu gelombang dihubung singkat, sehingga model rangkaian perkiraannya ditunjukkan pada Gambar 1:

162b41f3057440b5143f73195d68239

Gambar 2. Model rangkaian antena pemandu gelombang berlubang.

Slot terakhir berjarak "d" ke ujung (yang dihubung pendek, seperti ditunjukkan pada Gambar 2), dan elemen slot diberi jarak "L" satu sama lain.

Ukuran alur akan memberikan panduan untuk panjang gelombang. Panjang gelombang panduan adalah panjang gelombang di dalam pemandu gelombang. Panjang gelombang panduan ( ) adalah fungsi dari lebar pemandu gelombang ("a") dan panjang gelombang ruang bebas. Untuk mode TE01 yang dominan, panjang gelombang panduannya adalah:

37259876edb11dc94e2d09b8f821e74
278a67f6ac476d62cfbc530d6b133c2

Jarak antara slot terakhir dan ujung "d" sering dipilih menjadi seperempat panjang gelombang. Keadaan teoritis dari saluran transmisi, saluran impedansi hubung singkat seperempat panjang gelombang yang ditransmisikan ke bawah adalah sirkuit terbuka. Oleh karena itu, Gambar 2 direduksi menjadi:

6a14b330573f76e29261f29ad7e19a9

gambar 3. Model rangkaian pemandu gelombang beralur menggunakan transformasi seperempat panjang gelombang.

Jika parameter "L" dipilih menjadi setengah panjang gelombang, maka impedansi ohmik masukan ž dilihat pada jarak setengah panjang gelombang z ohm. "L" adalah alasan mengapa desainnya menjadi sekitar setengah panjang gelombang. Jika antena slot pemandu gelombang dirancang dengan cara ini, maka semua slot dapat dianggap paralel. Oleh karena itu, admitansi masukan dan impedansi masukan dari susunan slot elemen "N" dapat dengan cepat dihitung sebagai:

029f3703538d59e328ce97a1a99fa53

Impedansi masukan pandu gelombang merupakan fungsi dari impedansi slot.

Harap perhatikan bahwa parameter desain di atas hanya berlaku pada satu frekuensi. Saat frekuensi berlanjut dari sana, desain pemandu gelombang berfungsi, akan terjadi penurunan kinerja antena. Sebagai contoh pemikiran tentang karakteristik frekuensi pemandu gelombang berlubang, pengukuran sampel sebagai fungsi frekuensi akan ditunjukkan pada S11. Pemandu gelombang dirancang untuk beroperasi pada 10 GHz. Ini diumpankan ke umpan koaksial di bagian bawah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

9

Gambar 4. Antena pemandu gelombang berlubang diberi daya oleh sumber koaksial.

Plot parameter-S yang dihasilkan ditunjukkan di bawah ini.

10

CATATAN: Antena memiliki penurunan yang sangat besar pada S11 sekitar 10 GHz. Ini menunjukkan bahwa sebagian besar konsumsi daya diradiasikan pada frekuensi ini. Lebar pita antena (jika didefinisikan sebagai S11 kurang dari -6 dB) berkisar dari sekitar 9,7 GHz hingga 10,5 GHz, sehingga menghasilkan lebar pita fraksional sebesar 8%. Perhatikan bahwa ada juga resonansi sekitar 6,7 dan 9,2 GHz. Di bawah 6,5 GHz, di bawah frekuensi pandu gelombang batas dan hampir tidak ada energi yang diradiasikan. Plot parameter S yang ditunjukkan di atas memberikan gambaran yang baik tentang karakteristik frekuensi pandu gelombang berlekuk lebar pita yang serupa.

Pola radiasi tiga dimensi dari pemandu gelombang berlubang ditunjukkan di bawah ini (ini dihitung menggunakan paket elektromagnetik numerik yang disebut FEKO). Penguatan antena ini sekitar 17 dB.

11

Perhatikan bahwa pada bidang XZ (bidang H), lebar berkas cahaya sangat sempit (2-5 derajat). Pada bidang YZ (atau bidang E), lebar berkas cahaya jauh lebih besar.

Pengenalan produk seri Antena Gelombang Beralur:

 
 
 

RM-SWA910-22, 9-10GHz


Waktu posting: 05-Jan-2024

Dapatkan Lembar Data Produk