4.4: Антени ходових хвиль

Last updated
Save as PDF

Page ID: 30669

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Антени ходових хвиль мають характеристики широкої смуги пропускання та великих розмірів. Ці антени починаються як структура лінії електропередачі, яка спалахує повільно, забезпечуючи низький перехід відбиття від лінії електропередачі до вільного простору. Пропускна здатність може бути дуже великою і в першу чергу залежить від того, наскільки поступовий перехід.

Однією з найбільш цікавих антен біжучої хвилі є антена Vivaldi на малюнку 4.3.5 (а). Антена Вівальді є продовженням щілинної лінії, в якій поля обмежені в просторі між двома металевими листами в одній площині. Міжрядковий інтервал поступово збільшується експоненціально, подібно до скрипки Вівальді (від якої вона отримує свою назву), на відстані довжини хвилі або більше. Модель схеми показана на малюнках 4.3.5 (b і c), де антена моделюється як каскад багатьох ліній електропередачі повільно зростаючого характеристичного опору,\(Z_{0}\). Оскільки\(Z_{0}\) прогресування є поступовим, на інтерфейсах лінії електропередачі виникають низькорівневі відбиття. Вперед рухається хвиля на антені продовжує поширюватися з незначним відбитим полем. Врешті-решт слот відкривається настільки, що ефективний імпеданс слота є вільним простором, а біжить хвиля продовжує поширюватися в повітрі.

Інші антени рухомих хвиль працюють аналогічно, і всі вони принаймні довжиною хвилі, при цьому центральна концепція є поступовим звуженням від

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Втрати поширення вільного простору. Інкрементна потужність\(dP_{r}\), перехоплена затіненої областю\(dA\) інкрементної області пропорційна\(1/r^{2}\). Суцільний кут, піднесений затіненою областю, є додатковим суцільним кутом\(d\Omega\). Інтеграл\(dA\) над поверхнею сфери, тобто площа сфери є\(4πr^{2}\). Загальний твердий кут, піднесений сферою, є інтегралом\(d\Omega\) над сферою і є\(4π\) стерадіанами (або\(4π\text{ sr}\)).

характеристичний імпеданс вихідної лінії електропередачі до вільного простору. Остаточна діафрагма становить щонайменше половину довжини хвилі, так що поля можуть скручуватися на собі (тобто петля назад на себе) і є самонесучими, коли вони залишають антену.