Las antenas de guía de ondas ranurado

Ranurado arrays de antenas se utiliza con una antena de guías de onda son populares en la navegación, radar y otros sistemas de alta frecuencia. Son fáciles de fabricar, tienen bajas pérdidas ( alto rendimiento ) y emitir polarización lineal con baja polarización cruzada . Estas antenas son de uso frecuente en aplicaciones aeronáuticas, ya que se puede hacer para ajustarse a la superficie sobre la que se montan. Las ranuras son típicamente delgadas (menos de 0.1 de longitud de onda) y largo 0,5 longitudes de onda (En la frecuencia central de operación). Las ranuras de la guía de onda se supone que tienen un ancho estrecho. El aumento de la anchura aumenta la Ancho de banda (Recordemos que una antena más gordos a menudo tiene un mayor ancho de banda), la costa de una anchura más grande es un mayor grado de polarización cruzada. El fraccional de ancho de banda para las ranuras delgadas pueden ser tan bajas como 5.3%;  ranuras de ancho puede tener un FBW en el orden del 75%. Un ejemplo de una amplia guía de onda ranurada es muestra en la Figura 1 (dimensiones indicadas por la longitud a y el ancho b) igura 1. Básicos de geometría de una antena de guía de onda ranurada. Al igual que en el cavidad respaldado por la ranura antena ,  cada ranura puede ser independiente alimentado con una fuente de tensión a través de la ranura. Sin embargo, (especialmente para grandes series) esto sería muy difícil de construir, y nunca he visto hacer esto en la práctica. En cambio, la guía de onda se utiliza como la línea de transmisión de alimentar a los elementos. a posición, forma y orientación de las ranuras determinará cómo (o si) que irradian. Además, la forma de la guía de onda y frecuencia de la operación tendrá un papel importante. Para entender lo que está pasando, tendremos que entender los campos de la primera guía de onda. Para una introducción a las guías de onda, ver aquí: cartilla guía de onda . El modo dominante TE10 se supone que existen dentro de la guía de onda. Uso de la geometría de la figura 1, los campos que existen dentro de la guía de onda es igual a: En lo anterior, f es la frecuencia de interés, k es el número de onda y  es una constante que especifica cuánta energía se suma a la guía de onda. Los campos magnéticos tangente a un conductor de producir corrientes eléctricas en la superficie. El resultado superficie de la densidad de corriente J [mide en amperios / metro] se puede determinar utilizando la unidad normal la superficie ( n ) como: En la pared superior de la guía de onda (donde están las ranuras), las corrientes inducidas serán: La radiación se produce cuando las corrientes deben "dar la vuelta" de las ranuras para continuar en su dirección deseada. Como ejemplo, considere una estrecha ranura en el centro de la guía de onda, como se muestra en la Figura 2. Figura 2. Guía de onda con una ranura delgada centrada sobre su anchura. En este caso, la componente z de la corriente no se verá afectado, ya que la ranura es delgada y el z-actual no tendría que viajar por la ranura. Por lo tanto, el x-componente de la corriente será responsable de la radiación. Sin embargo, en este lugar ( x = a/2 ), la componente x de la densidad de corriente es cero - es decir, no hay corriente y por lo tanto ninguna radiación. Como resultado de ello, franjas horarias que no se puede colocar en el centro de la guía de onda, como se muestra en la Figura 2. Si las ranuras están desplazadas de la línea central, como se muestra en la Figura 1, la x-dirigido actual no será cero y tendrá que viajar alrededor de la ranura. Por lo tanto, la radiación se producirá. Tenga en cuenta que la distancia desde el borde determinará la magnitud de la corriente. Como resultado, el poder que irradia la ranura se puede modificar desplazando las ranuras más cerca o más lejos de la orilla. De esta manera, a phased array se puede diseñar con variando la excitación de cada elemento. Si la ranura está orientada como se muestra en la Figura 3, la ranura se perturbe el componente z de la densidad de corriente. Esta ranura continuación, se irradian. Si esta ranura se desplaza fuera de la línea central, la cantidad de energía que irradia se puede ajustar. Figura 3. Ranura horizontal en una guía de onda. Si la ranura se hace girar en un ángulo sobre la línea central, como se muestra en la Figura 4, puede radiar. El poder que irradia será una función del ángulo (phi) que se rota - específicamente propuesta por . Tenga en cuenta que la componente z de la corriente es aún responsable de la radiación en este caso. La componente x es perturbado, pero las corrientes se han magnitudes frente a ambos lados de la línea central y por lo tanto tiende a anular la radiación. Figura 4. Girado la antena en una ranura de guía de onda. En la siguiente sección, vamos a examinar las guías de onda con ranura en más detalle.