איור 1 מציג דיאגרמת מוליך גלים חריץ נפוצה, בעלת מבנה מוליך גלים ארוך וצר עם חריץ במרכז. חריץ זה יכול לשמש להעברת גלים אלקטרומגנטיים.
איור 1. גיאומטריה של אנטנות מוליך הגל המחורצות הנפוצות ביותר.
האנטנה הקדמית (Y = 0 פנים פתוחות במישור xz) מוזנת. הקצה הרחוק הוא בדרך כלל קצר חשמלי (מארז מתכתי). מוליך הגל עשוי להיות מעורר על ידי דיפול קצר (נראה בגב אנטנת חריץ החלל) בדף, או על ידי מוליך גל אחר.
כדי להתחיל בניתוח האנטנה באיור 1, בואו נסתכל על מודל המעגל. מוליך הגל עצמו משמש כקו תמסורת, ואת החריצים במוליך הגל ניתן לראות ככניסות מקבילות (מקבילות). מוליך הגל מקוצר, כך שמודל המעגל המקורב מוצג באיור 1:
איור 2. מודל מעגל של אנטנת מוליך גל מחורצת.
החריץ האחרון נמצא במרחק "d" מהקצה (שנמצא בקצר חשמלי, כפי שמוצג באיור 2), ואלמנטי החריץ מרוחקים במרחק "L" זה מזה.
גודל החריץ ייתן מדריך לגבי אורך הגל. אורך הגל המנחה הוא אורך הגל בתוך מוליך הגל. אורך הגל המנחה ( ) הוא פונקציה של רוחב מוליך הגל ("a") ואורך הגל במרחב הפנוי. עבור מצב TE01 הדומיננטי, אורכי הגל המנחים הם:
המרחק בין החריץ האחרון לקצה "d" נבחר לעתים קרובות להיות רבע אורך גל. המצב התיאורטי של קו ההולכה, קו עכבת קצר חשמלי ברבע אורך גל המשודר כלפי מטה, הוא מעגל פתוח. לכן, איור 2 מצטמצם ל:
תמונה 3. מודל מעגל מוליך גל מחורץ באמצעות טרנספורמציה של רבע אורך גל.
אם הפרמטר "L" נבחר להיות חצי אורך גל, אזי עכבת הקלט ¾ אוהם נראית במרחק של חצי אורך גל z אוהם. ה-"L" הוא סיבה לכך שהתכנון הוא בערך חצי אורך גל. אם אנטנת חריץ מוליך הגל מתוכננת בצורה זו, אזי ניתן להתייחס לכל החריצים במקביל. לכן, ניתן לחשב במהירות את כניסת הקלט ואת עכבת הקלט של מערך חריצים בעל אלמנטים "N" כך:
עכבת הקלט של מוליך הגל היא פונקציה של עכבת החריץ.
שימו לב שפרמטרי התכנון הנ"ל תקפים רק בתדר יחיד. ככל שהתדר מתקדם משם ותכנון מוליך הגל פועל, תהיה ירידה בביצועי האנטנה. כדוגמה לחשיבה על מאפייני התדר של מוליך גל מחורץ, מדידות של דגימה כפונקציה של התדר יוצגו ב-S11. מוליך הגל מתוכנן לפעול בתדר של 10 גיגה-הרץ. זה מוזן להזנה הקואקסיאלית בתחתית, כפי שמוצג באיור 4.
איור 4. אנטנת מוליך הגל המחורצת מוזנת על ידי הזנה קואקסיאלית.
גרף פרמטר S המתקבל מוצג להלן.
הערה: לאנטנה יש ירידה גדולה מאוד בתדר S11 בכ-10 גיגה-הרץ. ממצא זה מראה שרוב צריכת החשמל מקרינה בתדר זה. רוחב הפס של האנטנה (אם מוגדר כ-S11 הוא פחות מ-6 דציבלים-) נע בין כ-9.7 גיגה-הרץ ל-10.5 גיגה-הרץ, מה שנותן רוחב פס חלקי של 8%. שימו לב שיש גם תהודה סביב 6.7 ו-9.2 גיגה-הרץ. מתחת ל-6.5 גיגה-הרץ, מתחת לתדר מוליך הגל החיתוך וכמעט ולא מקרינה אנרגיה. גרף פרמטר ה-S המוצג לעיל נותן מושג טוב לאיזה מאפייני תדר מוליך הגל המחורץ ברוחב פס דומים.
דפוס הקרינה התלת-ממדי של מוליך גל מחורץ מוצג להלן (חושב באמצעות חבילה אלקטרומגנטית מספרית בשם FEKO). ההגבר של אנטנה זו הוא כ-17 dB.
שימו לב שבמישור XZ (מישור H), רוחב הקרן צר מאוד (2-5 מעלות). במישור YZ (או מישור E), רוחב הקרן גדול בהרבה.
מבוא למוצר סדרת אנטנות מוליכי גל מחורצות:
זמן פרסום: ינואר-05-2024

