Rakoantenni

Rakoantenni - antenni , joka on valmistettu metallista radioaaltoputkesta , jäykästä koaksiaalilinjasta, onteloresonaattorista tai litteästä metallilevystä (näytöstä), jonka johtavaan pintaan leikataan reiät (raot) lähettämään (tai vastaanottaa) radioaaltoja . Säteilyä tapahtuu rakojen virityksen seurauksena: aaltoputkissa, resonaattoreissa ja koaksiaalilinjoissa - sisäisen sähkömagneettisen kentän avulla, litteissä näytöissä - käyttämällä radiotaajuuskaapelia, joka on kytketty suoraan raon reunoihin. Slot-antennit ovat suhteellisen yksinkertaisia; niistä saattaa puuttua ulkonevia osia, mikä joissakin tapauksissa on niiden tärkeä etu (esimerkiksi kun ne asennetaan lentokoneeseen).

Historia

Huolimatta siitä, että Schwarzschild ja Rayleigh tutkivat sähkömagneettisten aaltojen diffraktiota aukkojen ja rakojen kautta äärettömässä litteässä näytössä vuosina 1902 ja 1903, antennitekniikan näkökulmasta M.S. tarkasteli teoreettisesti reikien sähkömagneettista säteilyä. Neumann [1]
Vuonna 1944 A.A. Pistohlkors tutki rengasmaista rakoantennia [1] . Työn tuloksena Alexander Aleksandrovich muotoili kaksinaisuuden periaatteen rakoantenneille.
1950-luvun puolivälin tienoilla rakoantenneja alettiin käyttää mittarikaistalla [1] .

Yleistä tietoa

Kun pintavirrat kulkevat pitkin aaltoputken sisäseiniä, näiden virtojen etenemislinjojen leikkaava rako virittyy vastaavasti. Pintavirta kiertää osittain raon syrjäytysvirran muodossa, joka vastaa raon sisällä olevaa sähkökenttää, ja sen jälkeen jatkaa virtaamista samaan suuntaan. Tämän kentän jakautumislaki on lähellä sinimuotoista. Koska rakoantennien valmistuksessa käytetään useimmiten H 10 -aallon virittämiä suorakaiteen muotoisia aaltoputkia , magneettikenttä koostuu kahdesta komponentista H x ja H z , mikä tarkoittaa, että pinnan pituussuuntaiset (js pr ) ja poikittaiset (js p ) virrat kulkevat . aaltoputken seinillä. Tässä tapauksessa pitkittäisvirrat kulkevat aaltoputken leveillä seinillä ja poikittaisvirrat kapeilla. Vastaavasti nämä virrat käyttävät poikittaisia ja pitkittäisiä rakoja; poikittaiset sijaitsevat yleensä vain leveillä seinillä, kun taas pitkittäiset sijaitsevat sekä leveillä että kapeilla aaltoputken seinillä.

Slot-antenneja on kolmea päätyyppiä:

resonoiva;
ei-resonanssi;
vastaavilla aukoilla.

Resonanssiantennit

Resonanssirakoantennit ovat antenneja, joissa vierekkäisten rakojen välinen etäisyys on . Tällaisia antenneja koordinoidaan vain kapealla taajuuskaistalla, ja sen aukkojen heräte on samavaiheinen, vastaavasti se säteilee normaalia pitkin antennin akseliin. $\lambda _{\text{in))/2$

Tällaisten antennien pitkittäiset raot ovat siirtyneet suhteessa aaltoputken leveän seinämän keskiviivaan, koska siellä ei ole poikittaisvirtoja. Keskilinjan toisella puolella sijaitsevien rakojen samanvaiheinen heräte saadaan aikaan vierekkäisten rakojen välisellä etäisyydellä, joka on yhtä suuri , ja välien samanvaiheinen heräte keskilinjan molemmilla puolilla etäisyydellä, joka on yhtä suuri kuin . Tämä luo 180° vaihesiirron. Ja johtuen siitä, että poikittaisvirrat kulkevat vastakkaisiin suuntiin keskilinjan molemmilla puolilla, syntyy ylimääräinen 180 °:n vaihesiirto, joka varmistaa rakojen samanvaiheisen virityksen. $\lambda _{\text{in))$ $\lambda _{\text{in))/2$

Poikittaisurien samanvaiheinen heräte saavutetaan sillä, että vierekkäisten rakojen välinen etäisyys on . Aaltoputken samalla pituudella on kaksi kertaa vähemmän poikittaisia rakoja kuin pituussuuntaisia rakoja, mikä johtaa vakavaan haittapuoleen - sivukeilojen lisääntymiseen. $\lambda _{\text{in))$

Resonanssiantennien haittana on jyrkkä muutos antennin sovituksessa taajuuden muutoksella. Muilla kuin resonanssitaajuuksilla emitterien välinen etäisyys ei ole yhtä suuri , joten rakojen viritys tapahtuu epätasaisesti ja epätasaisesti, säteilykuvio vääristyy. $\lambda _{\text{in))/2$

Ei-resonanssiantennit

Ei-resonoivia rakoantenneja kutsutaan antenneiksi, joissa vierekkäisten välien välinen etäisyys toimintakaistalla on hieman pienempi tai enemmän . Ei-resonoivien antennien sovituskaista on leveämpi kuin resonoivien antennien. Rakojen välinen etäisyysero johtaa tulevan aallon aiheuttamaan vaiheen ulkopuoliseen viritykseen, mikä johtaa lineaariseen vaihemuutokseen ja maksimisäteilyn poikkeamiseen normaalista akselille. Heijastusta antennin päästä voi esiintyä, mikä ei ole toivottavaa, koska se johtaa keilan ilmaantumista, joka muodostaa kulman normaalin kanssa. Tämän keilan poistamiseksi antenni on yleensä varustettu absorboivalla kuormalla. $\lambda _{\text{in))/2$ $\theta$

Koska raot sijaitsevat pitkin aaltoputkea etäisyydellä, joka ei ole yhtä suuri kuin , ne virittyvät kulkevalla aallolla. Rakojen epävaiheherätyksen ansiosta maksimisäteilyn suunta muodostaa tietyn kulman aaltoputken akselin normaalin kanssa. Vaiherintaman kaltevuuskulma (saman faasien pinnat) ja maksimisäteilyn suunta riippuvat ilman aallonpituuden ja aaltoputken suhteesta. Kallistuskulma mitattuna normaalista aaltoputken akseliin , jossa on vaihe-ero vierekkäisten rakojen välillä ja d on vierekkäisten rakojen välinen etäisyys. Johtuen lisääntyneestä vaihenopeudesta aaltoputkessa . Vierekkäisten rakojen välisen vaihe-eron pienentämiseksi ja kulman pienentämiseksi antenni on valmistettu siten, että jokainen seuraava aikaväli vastaanottaa ylimääräisen 180° vaihesiirron edelliseen verrattuna. tässä tapauksessa aikavälien välinen vaihe-ero: . $\lambda _{\text{in))/2$ ${\displaystyle \theta _{0}=\arcsin {\psi _{0}\lambda \over 2\pi d))$ $\psi_{0}$ $\psi _{0}<{2\pi \over \lambda }d$ $\psi_{0}$ $\psi '_{0}=\psi _{0}+\pi$

Ero tämän tyyppisen antennin ja edellisen antennin välillä on hyvin yksimielinen laajalla taajuuskaistalla.

Antennit sovitetuilla paikoilla

Tämän tyyppisissä antenneissa raot sijaitsevat yleensä etäisyydellä . Heijastuneita aaltoja ei ole, kenttäjakauma on samanvaiheinen ja maksimisäteilyn suunta on sama kuin antennin akselin normaali. $\lambda _{\text{in))/2$

Fractal slot antennit

Rakoantennien syntetisoinnissa voidaan käyttää fraktaali- ja kvasifaktaaligeometrisiä muotoja [2] . Raon ääriviivojen jyrsintä käyttämällä tilan täyttäviä tilantäyttökäyriä ( eng. Space-Filling Curves ) mahdollistaa rakoantennielementtien kaistanleveyden laajentamisen.

Katso myös

Antenni Vivaldi

Kirjallisuus

Aizenberg G. Z. VHF-antennit, osa 2, toim.: "Communication", Moskova, 1977
Rothammel Carl . Antennit, toim.: LITE Ltd, 2005 ( ISBN 3-440-07018-2 )
Radioelektroniikan käsikirja Ed. A.A. Kulikovsky osa 2, toim.: "Energia", Moskova, 1968

Muistiinpanot

↑ 1 2 3 Pistohlkors A.A. Rakoantennien teorian nykytila // Radiotekniikka, v.2 marras-joulukuu 1947, nro 1, s. 35-38
↑ Slyusar, V. Fraktaaliantennit. Pohjimmiltaan uudenlainen "rikkinäinen" antenni. . Elektroniikka: tiede, teknologia, liiketoiminta. - 2007. - Nro 5. S. 78-83. (2007). (määrätön)

Antennit
Toimintaperiaate	Antenni Vivaldi Pinta-aaltoantenni Uda Yagi antenni aukko antenni aaltoputkiantenni Painovoima antenni Peili antenni Mittausantenni koaksiaaliantenni Linja-antenni linssin antenni monikeila-antenni patch-antenni Torvi antenni Tanko-antenni Helix-antenni Satelliitti antenni Kääntöportin antenni Pin Kulikov rakoantenni
Skannaus	mekaaninen skannaus sähköinen skannaus Sähkömekaaninen skannaus
Antenniryhmät	Mukautuva antenniryhmä Vaiheittainen ryhmäantenni Digitaalinen antenniryhmä
Lisäksi	Vaimennin Sivukeilat DN Vibraattori Tehonjakaja säteilykuvio Dipoli Hertzin dipoli Vaihtaa Liikkuvan aallon suhde seisova aaltosuhde Suuntakerroin Mikroaaltouunin silta puoliaalto vibraattori Polarisaattori Symmetrinen vibraattori Vaiheen vaihtaja Syöttölaite Huygensin elementti