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स्लॉटेड वेवगाइड एंटेना – डिजाइन सिद्धांत

चित्र 1 में एक सामान्य स्लॉटेड वेवगाइड आरेख दिखाया गया है, जिसमें बीच में एक स्लॉट के साथ एक लंबी और संकीर्ण वेवगाइड संरचना है। इस स्लॉट का उपयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों को संचारित करने के लिए किया जा सकता है।

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चित्र 1. सबसे आम स्लॉटेड वेवगाइड एंटेना की ज्यामिति।

फ्रंट-एंड (XZ प्लेन में Y = 0 ओपन फेस) एंटीना को फीड किया जाता है। दूर का छोर आमतौर पर एक शॉर्ट सर्किट (धात्विक घेरा) होता है। वेवगाइड को पेज पर एक शॉर्ट डिपोल (गुहा स्लॉट एंटीना के पीछे देखा गया) या किसी अन्य वेवगाइड द्वारा उत्तेजित किया जा सकता है।

चित्र 1 एंटीना का विश्लेषण शुरू करने के लिए, आइए सर्किट मॉडल को देखें। वेवगाइड स्वयं एक ट्रांसमिशन लाइन के रूप में कार्य करता है, और वेवगाइड में स्लॉट को समानांतर (समानांतर) प्रवेश के रूप में देखा जा सकता है। वेवगाइड शॉर्ट-सर्किटेड है, इसलिए अनुमानित सर्किट मॉडल चित्र 1 में दिखाया गया है:

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चित्र 2. स्लॉटेड वेवगाइड एंटीना का सर्किट मॉडल।

अंतिम स्लॉट अंत से "d" दूरी पर है (जो कि लघु-परिपथित है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है), तथा स्लॉट के अवयव एक दूसरे से "L" दूरी पर स्थित हैं।

खांचे का आकार तरंगदैर्घ्य को दिशा-निर्देश देगा। गाइड तरंगदैर्घ्य वेवगाइड के भीतर की तरंगदैर्घ्य है। गाइड तरंगदैर्घ्य ( ) वेवगाइड की चौड़ाई ("a") और मुक्त स्थान तरंगदैर्घ्य का एक कार्य है। प्रमुख TE01 मोड के लिए, मार्गदर्शन तरंगदैर्घ्य हैं:

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अंतिम स्लॉट और अंत "d" के बीच की दूरी को अक्सर एक चौथाई तरंगदैर्घ्य चुना जाता है। ट्रांसमिशन लाइन की सैद्धांतिक स्थिति, नीचे की ओर प्रेषित चौथाई तरंगदैर्घ्य शॉर्ट-सर्किट प्रतिबाधा लाइन ओपन सर्किट है। इसलिए, चित्र 2 निम्न तक कम हो जाता है:

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छवि 3. क्वार्टर-वेवलेंथ रूपांतरण का उपयोग करके स्लॉटेड वेवगाइड सर्किट मॉडल।

यदि पैरामीटर "L" को आधा तरंगदैर्घ्य के रूप में चुना जाता है, तो इनपुट ž ओमिक प्रतिबाधा को आधा तरंगदैर्घ्य दूरी z ओम पर देखा जाता है। "L" डिज़ाइन के लगभग आधे तरंगदैर्घ्य होने का एक कारण है। यदि वेवगाइड स्लॉट एंटीना को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है, तो सभी स्लॉट को समानांतर माना जा सकता है। इसलिए, "N" तत्व स्लॉटेड सरणी के इनपुट प्रवेश और इनपुट प्रतिबाधा की गणना जल्दी से इस प्रकार की जा सकती है:

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वेवगाइड का इनपुट प्रतिबाधा स्लॉट प्रतिबाधा का एक फलन है।

कृपया ध्यान दें कि उपरोक्त डिज़ाइन पैरामीटर केवल एक ही आवृत्ति पर मान्य हैं। जैसे-जैसे आवृत्ति आगे बढ़ती है, वेवगाइड डिज़ाइन काम करता है, एंटीना के प्रदर्शन में गिरावट आएगी। स्लॉटेड वेवगाइड की आवृत्ति विशेषताओं के बारे में सोचने के एक उदाहरण के रूप में, आवृत्ति के एक फ़ंक्शन के रूप में एक नमूने के माप को S11 में दिखाया जाएगा। वेवगाइड को 10 गीगाहर्ट्ज पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे नीचे की ओर समाक्षीय फ़ीड में खिलाया जाता है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।

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चित्र 4. स्लॉटेड वेवगाइड एंटीना को एक समाक्षीय फीड द्वारा फीड किया जाता है।

परिणामी एस-पैरामीटर प्लॉट नीचे दिखाया गया है।

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नोट: एंटीना में S11 पर लगभग 10 GHz पर बहुत बड़ी गिरावट है। यह दर्शाता है कि अधिकांश बिजली की खपत इस आवृत्ति पर विकीर्ण होती है। एंटीना बैंडविड्थ (यदि S11 को -6 dB से कम के रूप में परिभाषित किया जाता है) लगभग 9.7 GHz से 10.5 GHz तक जाती है, जो 8% का आंशिक बैंडविड्थ देती है। ध्यान दें कि 6.7 और 9.2 GHz के आसपास एक अनुनाद भी है। 6.5 GHz से नीचे, कटऑफ वेवगाइड आवृत्ति से नीचे और लगभग कोई ऊर्जा विकीर्ण नहीं होती है। ऊपर दिखाया गया S-पैरामीटर प्लॉट इस बात का अच्छा विचार देता है कि बैंडविड्थ स्लॉटेड वेवगाइड आवृत्ति विशेषताएँ किससे मिलती-जुलती हैं।

एक स्लॉटेड वेवगाइड का त्रि-आयामी विकिरण पैटर्न नीचे दिखाया गया है (इसकी गणना FEKO नामक एक संख्यात्मक विद्युत चुम्बकीय पैकेज का उपयोग करके की गई थी)। इस एंटीना का लाभ लगभग 17 dB है।

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ध्यान दें कि XZ प्लेन (H-प्लेन) में, बीमविड्थ बहुत संकीर्ण (2-5 डिग्री) है। YZ प्लेन (या E-प्लेन) में, बीमविड्थ बहुत बड़ी है।

स्लॉटेड वेवगाइड एंटीना श्रृंखला उत्पाद परिचय:

 
 
 

आरएम-SWA910-22,9-10GHz


पोस्ट करने का समय: जनवरी-05-2024

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