插槽天线的电磁行为

时间:2025-02-24
  理论上的基本插槽天线只是导电平面中的矩形孔。如果将RF(射频)电压信号应用于光圈的相对侧,则电流将围绕周围流动,并且结构将辐射。
  空空间充当高性能天线的想法是违反直觉的,您可能会发现调用Babinet原理,然后想象一个插槽天线作为基础天线构型的“双重”,称为偶极子。请注意,如果您不熟悉偶极天线,则可以在马克·休斯(Mark Hughes)的这篇出色的文章中阅读有关它们的信息。
  Babinet的原则实际上是从光学元件中获取的,它陈述了以下内容:
  “通过屏幕传输的波的总和。 。 。再加上通过互补屏幕传播的波浪与没有屏幕相同。”
  -Babinet的电磁场原理
  亨利·布克(Henry Booker)将这个概念扩展到电磁领域,当Babinet -Booker原理应用于插槽天线时,它表明我们可以创建互补的导电模式并期望相似的辐射行为。图2显示了一个示例。

  导电平面中间的插槽(a)和一个示例信号馈入偶极天线(b)。

  图2。 导电平面(a)中间的插槽和供电到偶极天线的示例信号(b)。图片由John Borchardt提供上图取自Sandia National Laboratories的研究人员John Borchardt撰写的一篇论文。图2(a)显示了导电平面中间的插槽,在图2(b)中,信号被送入偶极天线,其导电截面对应于孔径的几何形状。 Borchardt使用偶极子版本来计算插槽版本的阻抗。

  除了插槽天线行为的概念外,图3提供了另一个示例,这次是艾伦·桑斯特(Alan Sangster)的紧凑型插槽天线的演变。

  图3。 示例插槽天线行为图。图像是由艾伦·桑斯特(Alan Sangster)重新绘制的。
  在这种情况下,将插槽天线实现为微带传输线中的光圈。注意方向,其中插槽直接在上方并垂直于微带,以破坏电流流量。这种破坏会导致电容和感应效应,当插槽的几何形状(相对于信号波长)有利于电感触感的共振时,传输线充当有效的散热器。


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