A үүрний антенннь металл хавтан, хөндий эсвэл долгион хөтлүүрийн хана гэх мэт дамжуулагч гадаргуу дээр нэг буюу хэд хэдэн нүх үүсгэх замаар үүссэн нүхний антенны нэг төрөл юм. Цахилгаан соронзон орон нь үүрийг өдөөх үед нүх нь цацраг туяаны элемент болж, чиглүүлсэн эсвэл хаалттай бүтцийн энергийг чөлөөт орон зайд холбодог.
Хэдийгээр үүрэн антенны үндсэн бүтэц нь энгийн мэт санагдаж болох ч үүрэн суурьтай загвар нь орчин үеийн RF болон богино долгионы инженерчлэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хянах замаарүүрний урт, өргөн, байрлал, чиглэл, өдөөлт болон хүрээлэн буй орчны бүтэц, инженерүүд өөр өөр импеданс, туйлшрал, цацрагийн хэв маяг болон цацрагийн шинж чанарыг олж авах боломжтой.
Слот антеннуудыг тусдаа радиатор болгон ашиглаж эсвэл том хэмжээтэй болгон байрлуулж болноүүртэй долгион хөтлүүрийн массивууд, тэдгээрийг радар, харилцаа холбоо, хэмжилт, мэдрэгч болон бусад богино долгионы системд ашиглахад ашигтай болгодог. Анхны лавлах өгүүлэлд үүрний антенныг дамжуулагч гадаргуу дээрх тэгш өнцөгт нүх гэж танилцуулж, түүний зан төлөвийг Babinet-ийн зарчмыг ашиглан тайлбарласан болно.
1. Слот антенн гэж юу вэ?
Хамгийн энгийн үүрний антенныг дамжуулагч хуудас болгон зүссэн нарийн тэгш өнцөгт нүх гэж төсөөлж болно.
Энэ нүхэнд RF-ийн талбар үүсэхэд эргэн тойрон дахь металл гадаргуу дээр урсах гүйдэл тасалдаж, цахилгаан соронзон энерги нь үүрээр цацарч тархдаг.
Онолын шинжилгээнд дамжуулагч хуудсыг ихэвчлэн хязгааргүй том бөгөөд төгс дамжуулагч гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч жинхэнэ антеннууд нь хязгаарлагдмал металл гадаргуу, долгион хөтлүүрийн хана, хөндий эсвэл бусад практик бүтцийг ашигладаг. Тиймээс үүрийг тойрсон хэмжээс болон орчин нь антенны бодит зан төлөвт нөлөөлдөг.
Цахилгаан гүйдэл дамжуулагч элементийн дагуу урсдаг утсан антеннаас ялгаатай нь үүрний антенн нь дараахаас цацраг туяа цацруулдаг.дамжуулагч бүтэц дэх нүхЭнэхүү нэмэлт хамаарал нь үүрний антенн нь Babinet-ийн зарчимтай нягт холбоотой байдаг нэг шалтгаан юм.
2. Слот антенны ажиллах давтамж
Анхны лавлагаа танилцуулж байна300 МГц-ээс 30 ГГц хүртэлүүрний антенны ердийн үйл ажиллагааны хүрээ болгон. Энэ нь ерөнхий танилцуулга болгон ашигтай боловч үүнийг нийтлэг давтамжийн хязгаар гэж тайлбарлах ёсгүй.
Практик антенны инженерчлэлд ашиглах боломжтой давтамжийн хүрээ нь тодорхой бүтцээс хамаарна. Чухал хүчин зүйлсэд дараахь зүйлс орно.
- Слотын урт ба өргөн
- Гадаргуугийн хэмжээсийг гаргах
- Хооллох арга
- Долгион хөтлүүр эсвэл хөндийн геометр
- Ажиллах горим
- Массив дахь элементүүдийн зай
Слот антеннууд нь богино долгионы системд ялангуяа түгээмэл байдаг, учир нь үүрийг долгион хөтлөгч хананд хялбархан нэгтгэж болно. Өндөр давтамжтай үед жижиг долгионы урт нь олон үүрийг авсаархан өндөр чиглэлтэй массив болгон зохион байгуулах боломжийг олгодог.
3. Слот антен хэрхэн ажилладаг вэ?
Цахилгаан соронзон орон дамжуулагч байгууламжийн дотор эсвэл ойролцоо өдөөгдөхөд гадаргуугийн гүйдэл металлын дагуу урсдаг.
Нүх нэвтрүүлэх нь хэвийн гүйдлийн замыг тасалдуулдаг. Нүхэнд хүчтэй цахилгаан орон үүсч болох бөгөөд үүр нь цахилгаан соронзон энергийн нэг хэсгийг чөлөөт орон зайд холбодог.
Цацрагийн яг тодорхой зан төлөв нь үүрийг хэрхэн өдөөхөөс хамаарна.
Жишээлбэл,үүртэй долгион хөтлүүрийн антенн, долгион хөтлүүрийн гүйдлийн тархалттай харьцуулахад үүрний байрлал ба чиглэл нь тухайн үүр хэр хүчтэй өдөөгдөж байгааг тодорхойлно. Дараа нь хүссэн олшруулалт болон цацрагийн хэв маягтай массив үүсгэхийн тулд олон үүрийг байрлуулж, зайтай байрлуулж болно.
Тийм ч учраас үүрний антенны загвар нь зүгээр л "металл нүх гаргах" асуудал биш юм. Нүхний геометр, байрлал, зай, фаз, тэжээлийн бүтцийг бүгдийг нь хамтад нь авч үзэх ёстой.
Зураг 1. Дамжуулагч гадаргуу дээрх нүхээр дамжин цахилгаан соронзон цацрагийг харуулсан практик үүрний бүтэц.
4. Шүүгээний зарчим ба үүрний антеннууд
Слот антенныг ойлгох хамгийн хэрэгтэй ойлголтуудын нэг болШкафын зарчим, илүү тодорхой хэлбэл түүний цахилгаан соронзон өргөтгөл.
Үндсэн санаа нь хоёр нэмэлт бүтцийг харьцуулах явдал юм:
- Дамжуулагч хавтгайд зүсэгдсэн үүр
- Тухайн үүртэй ижил геометртэй дамжуулагч тууз
Хэрэв нэг бүтцийн металл ба задгай хэсгүүдийг солилцвол эдгээр хоёрыг нөхөж байгаа гэж үзнэ.
Антенны онолд үүрний антенны цацрагийн шинж чанарууд нь түүний нэмэлт дипол төст бүтэцтэй холбоотой байж болно. Цацрагийн хэв маягийн хэлбэрүүд нь нягт холбоотой байдаг бол цахилгаан ба соронзон орны үүрэг хоорондоо солигддог. Энэ нь мөн үүрний туйлшрал нь харгалзах нэмэлт диполын туйлшралтай ортогональ гэсэн үг юм.
Жишээлбэл, нарийн хэвтээ үүр нь үүрний урт тэнхлэгт перпендикуляр туйлширсан цахилгаан орон үүсгэх хандлагатай байдаг.
Тиймээс Babinet-ийн зарчим нь үндсэн үүрний антеннуудын импеданс, туйлшрал болон цацрагийн зан төлөвийг ойлгоход чухал хэрэгсэл юм.
Зураг 2. Бабинетийн зарчмыг тайлбарлахад ашигласан нэмэлт бүтцийн жишээ.
5. Слот антенн ба дипол антенн
Нарийн үүр болон түүнийг нөхөж буй дипол нь антенны онолд ашигтай харьцуулалтыг өгдөг.
Хоёулаа хамгийн тохиромжтой нэмэлт нөхцөлд ижил төстэй цацрагийн хэв маягийг харуулж болох ч цахилгаан соронзон орны чиглэл нь өөр өөр байдаг.
Уламжлалт диполын хувьд цахилгаан орон нь ерөнхийдөө диполын элементтэй зэрэгцдэг. Нэмэлт үүрний хувьд цахилгаан орон нь үүрний урт тэнхлэгтэй перпендикуляр байна.
Энэхүү нэмэлт хамаарал нь практик үүрний антенн бүр дипол шиг ажилладаг гэсэн үг биш юм. Бодит бүтэц нь хязгаарлагдмал газрын хавтгай, хөндий, долгион хөтлүүр, олон үүр, диэлектрик материал, ойролцоох механик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулж болох бөгөөд эдгээр нь бүгд импеданс болон цацрагийн хэв маягийг өөрчилж чаддаг.
6. Цацрагийн хэв маяг ба туйлшрал
Анхны өгүүлэлд үүрний антенны цацрагийн хэв маягийг бүх чиглэлтэй гэж тодорхойлж, хагас долгионы диполтой харьцуулсан болно.
Том дамжуулагч хавтгайд байрлах энгийн тусгаарлагдсан үүрний хувьд дипол төст өргөн цацрагийн хэв маяг нь ашигтай танилцуулгын ойролцоолол юм. Гэсэн хэдий ч,"Бүх чиглэлтэй" гэдгийг бүх үүрний антенны нийтлэг шинж чанар гэж үзэж болохгүй..
Эцсийн загвар нь дараахь зүйлээс хамаарна.
- Слотын хэмжээсүүд
- Слотын чиглэл
- Дамжуулагч гадаргуу
- Тэжээлийн бүтэц
- Слотуудын тоо
- Элементийн зай ба фаз
- Нүхний ард байрлах тусгал эсвэл хөндий
Нүхтэй долгион хөтлүүрийн массивт олон цацрагийн үүрүүд нь нарийн, өндөр чиглэлтэй цацраг болон мэдэгдэхүйц өндөр олшруулалтыг бий болгохын тулд хамтран ажиллаж чаддаг.
Энэ ялгаа нь практик радар болон холбооны антенны талаар хэлэлцэх үед онцгой чухал юм.
Зураг 3. Хамгийн тохиромжтой нөхцөлд энгийн үүрний антенны зан төлөвийг харуулахад ашигласан диполь төст цацрагийн хэв маяг.
7. Нүхтэй долгион хөтлүүрийн антенн ба массивууд
Слот антенны технологийн хамгийн чухал практик хэрэгжилтүүдийн нэг болүүртэй долгион хөтлүүрийн антенн.
Энэ бүтцэд богино долгионы энерги дамжуулдаг долгион хөтлүүрийн хананд цацрагийн үүрийг зүссэн байдаг. Үүр бүр нь долгион хөтлүүрээс хяналттай хэмжээний энергийг холбож, чөлөөт орон зайд цацруулдаг.
Нэг буюу хэд хэдэн долгион хөтлүүрийн сувгийн дагуу олон үүрийг байрлуулах үед тэдгээр ньдолгион хөтлүүрийн үүрний массив антенн.
Зайны байрлал, зай, чиглэл, өдөөлтийг сайтар хянаснаар дизайнерууд дараахь зүйлийг хийж чадна.
- Илүү өндөр ашиг
- Нарийн цацрагийн өргөн
- Хяналттай хажуугийн дэлбээнүүд
- Хүссэн туйлшрал
- Компакт хавтгай нүхнүүд
RF MISO одоогоор санал болгож байнаДолгион хөтлүүрийн үүрний антеннуудболон богино долгионы хэрэглээнд зориулсан үүртэй долгион хөтлөгч бүтээгдэхүүнүүд. Жишээлбэл, түүний бүтээгдэхүүний багцад шугаман туйлшрал болон өндөр ашигт тохиргоотой 8.6–9.6 GHz болон 9–10 GHz үүртэй долгион хөтлөгч антеннууд багтдаг.
RF MISO нь мөн X-band массивын загваруудыг оролцуулан судалгаа, хөгжүүлэлтийн ажилдаа долгион хөтлүүрийн үүрний массивын архитектурыг ашигладаг.
8. Слот антенны давуу талууд
Слот антенн нь хэд хэдэн практик давуу талыг санал болгодог:
Бага профайлтай интеграци
Слотуудыг дамжуулагч хавтан эсвэл долгион хөтлүүрийн хананд шууд үүсгэж болно.
Сайн механик интеграци
Цацраг туяаны бүтэц нь үргэлж цухуйсан гадаад элемент шаарддаггүй.
Антенны массивуудад тохиромжтой
Олон үүрийг хавтгай эсвэл долгион хөтлүүрээр тэжээгддэг массивуудад үр дүнтэй нэгтгэж болно.
Уян хатан дам нурууны загвар
Слотын зохион байгуулалт болон өдөөлтийг өөр өөр олшруулалт болон цацрагийн шаардлагад тохируулан оновчтой болгож болно.
Долгион хөтлүүрийн системтэй нийцтэй байдал
Богино долгионы болон миллиметрийн долгионы давтамжид үүрийг бага алдагдалтай долгион хөтлөгч тэжээлийн бүтэцтэй шууд нэгтгэж болно.
9. Хязгаарлалт ба дизайны анхаарах зүйлс
Слот антеннууд нь хэд хэдэн инженерийн сорилтуудтай холбоотой байдаг.
Ганц үүр нь хязгаарлагдмал олшруулалт болон харьцангуй өргөн цацрагийг өгч болно. Илүү өндөр чиглэлд хүрэхийн тулд ихэвчлэн массивын бүтэц шаардлагатай.
Гүйцэтгэл нь мөн дараахь зүйлд мэдрэмтгий байж болно.
- Слот машины нарийвчлал
- Газрын хавтгайн хэмжээсүүд
- Долгион хөтлөгчийн хүлцэл
- Слот хоорондын зай
- Хооллох үе шат
- Гадаргуугийн чанар
- Бүтцийн тохируулга
Өндөр богино долгионы болон миллиметрийн долгионы давтамжтай үед жижиг механик алдаа нь долгионы уртын мэдэгдэхүйц хэсгийг илэрхийлж болно. Тиймээс үйлдвэрлэлийн нарийвчлал улам бүр чухал болж байна.
Анхны нийтлэлд хөндлөн туйлшрал өндөр, цацрагийн үр ашиг бага байгааг ерөнхий сул талууд гэж жагсаасан болно. Практикт эдгээр шинж чанарууд нь дизайнаас ихээхэн хамааралтай бөгөөд үүрний антенн эсвэл үүрний массив бүрийн зайлшгүй шинж чанар гэж үзэж болохгүй.
10. Слот антенны хэрэглээ
Слот антенн болон үүртэй долгион хөтлүүрийн массивыг RF болон богино долгионы системд өргөн ашигладаг бөгөөд үүнд:
- Радарын системүүд
- Бичил долгионы холбоо
- Антенны массивууд
- Навигацийн системүүд
- RF хэмжилт
- Мэдрэх системүүд
- Хиймэл дагуул болон сансрын хөлөг онгоцны тавцангууд
- Долгион хөтлүүрээр тэжээгддэг антенны системүүд
Анхны лавлагаанд радарын навигаци болон долгион хөтлөгчөөр тэжээгддэг массивуудыг нийтлэг үүрний антенны хэрэглээ болгон онцолсон болно.
Өндөр чиглэлтэй богино долгионы системийн хувьд үүртэй долгион хөтлөгч массивууд нь дараах практик хослолыг хангадагхавтгай геометр, долгион хөтлүүрийн тэжээл, хяналттай цацрагийн хэв маяг, массивын өргөтгөх чадвар.
Дүгнэлт
Слот антенн нь дамжуулагч гадаргуу дээр үүссэн нүхээр дамжуулан цахилгаан соронзон энергийг чөлөөт орон зайн цацраг болгон хувиргадаг.
Хэдийгээр үндсэн геометр нь энгийн боловч үүрний цахилгаан соронзон зан төлөв нь түүний хэмжээс, чиглэл, өдөөлт болон хүрээлэн буй бүтцээс ихээхэн хамаардаг.
Babinet-ийн зарчим нь үүрний антенн болон нэмэлт дипол бүтцийн хооронд ашигтай онолын холбоог бий болгож, инженерүүдэд тэдгээрийн туйлшрал болон цацрагийн шинж чанарыг ойлгоход тусалдаг.
Богино долгионы инженерчлэлийн практикт үүрний концепц нь долгион хөтлөх технологитой хослуулан онцгой хүчтэй болдог. Олон үүрийг нэгтгэж болноүүртэй долгион хөтлүүрийн антенны массивууд, радар, харилцаа холбоо, хэмжилт болон мэдрэгч системд зориулсан өндөр олшруулалт, хяналттай цацрагийн өргөн, авсаархан хавтгай антенны архитектурыг бий болгох боломжийг олгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 8-р сарын 28
