Ranura de Antenas

Ranura antenas se utilizan normalmente en las frecuencias entre 300 MHz y 24 GHz. Estas antenas son muy populares porque se puede cortar de cualquier superficie que van a ser instalados en, y tienen patrones radiación que se casi omnidireccional (similar a una antena de cable lineal, como veremos). La polarización es lineal. La ranura tamaño, forma y lo que está detrás de ella (la cavidad) variables ofrecen un diseño que se puede utilizar para ajustar el rendimiento. Considere la posibilidad de llevar a cabo una hoja infinita, con una ranura rectangular corta de dimensiones a y b , como se muestra en la Figura 1. Si somos capaces de excitar a algunos campos razonable en la ranura (a menudo llamado la abertura), que tiene una antena. Figura 1. Ranura de la antena rectangular con dimensiones a y b. Para tener una intuición sobre antenas de ranura, en primer lugar vamos a aprender principio de Babinet (expresada en términos de antena de HG Booker en 1946). Este principio se relaciona con los campos de radiación y la impedancia de una antena de apertura o en la ranura a la del ámbito de su antena dual. El dual de una antena de ranura sería si el material conductor y el aire se intercambian - es decir, la antena se convirtió en la ranura un metal forjado en el espacio. Un ejemplo de antenas duales se muestra en la Figura 2: Figura 2. antenas duales. Tenga en cuenta que una fuente de voltaje se aplica en el extremo corto de la ranura. Esto induce una distribución de campo eléctrico dentro de la ranura, y las corrientes que recorren todo el perímetro de la ranura, ambos contribuyeron a la radiación. La antena dual es similar a una antena dipolo . La fuente de voltaje es aplicado en el centro del dipolo, de modo que la fuente de tensión se hace girar. Principio de Babinet relaciona estas dos antenas. El primer resultado afirma que el impedanciae de la ranura () está relacionada con la impedancia de su antena de doble () por la relación: En el, libre es la impedancia intrínseca de espacio libre. El segundo resultado importante de Babinet de / principio de Booker es que los campos de la antena de doble son casi las mismas como antena de la ranura (los componentes de los campos son intercambiables, y pidió "duales"). Es decir, los campos de la antena de ranura (dado con un subíndice S ) están relacionados con los ámbitos de la que es complemento (se administra con un subíndice C ) por: Por lo tanto, si conocemos los campos de una antena sabemos los campos de la otra antena. Por lo tanto, ya que es fácil de visualizar los campos de una antena dipolo , los campos y la impedancia de una antena de ranura puede ser intuitivo si Babinet principio es entendido. Tenga en cuenta que el polarización de las dos antenas están invertidos. Es decir, desde la antena dipolo a la derecha en la Figura 2 se polarización vertical, la antena de ranura de la izquierda se polarización horizontal. Ejemplo dualidad Como ejemplo, considere un dipolo similar a la que se muestra a la derecha en la Figura 2. Supongamos la longitud del dipolo es de 14,4 centímetros y el ancho es de 2 centímetros, y que la impedancia a 1 GHz es de 65 + j15 Ohms. Los campos de la antena dipolo están dadas por: ¿Cuáles son los campos de una ranura a 1 GHz, con las mismas dimensiones que el dipolo? Utilizando el principio de Babinet, la impedancia se pueden encontrar fácilmente: a impedancia de la ranura para este caso es mucho más grande, y mientras que la impedancia del dipolo es inductivo (parte imaginaria positiva), impedancia de la ranura es capacitiva (parte imaginaria negativa). El E-campos de la ranura se pueden encontrar fácilmente: Vemos que la E-campos sólo contienen una filosofía (acimut) de componentes, por lo tanto la antena con polarización horizontal.