A անցքային ալեհավաքապերային անտենայի տեսակ է, որը ձևավորվում է մեկ կամ մի քանի բացվածքներ ստեղծելով հաղորդիչ մակերեսի վրա, ինչպիսիք են մետաղական թիթեղը, խոռոչը կամ ալիքատար պատը: Երբ էլեկտրամագնիսական դաշտերը գրգռում են ճեղքը, բացվածքը դառնում է ճառագայթող տարր և ուղղորդվող կամ փակ կառուցվածքի էներգիան միացնում է ազատ տարածության մեջ:
Չնայած ճեղքային անտենայի հիմնական կառուցվածքը կարող է պարզ թվալ, ճեղքային անտենայի վրա հիմնված նախագծերը կարևոր դեր են խաղում ժամանակակից ռադիոհաճախականության և միկրոալիքային ճարտարագիտության մեջ։ Կառավարելովանցքի երկարությունը, լայնությունը, դիրքը, կողմնորոշումը, գրգռումը և շրջապատող կառուցվածքը, ինժեներները կարող են ստանալ տարբեր իմպեդանս, բևեռացում, ճառագայթման պատկեր և ճառագայթի բնութագրեր։
Անտենաները կարող են տեղադրվել որպես առանձին ռադիատորներ կամ դասավորվել ավելի մեծ չափերի մեջ։ճեղքավոր ալիքատարային զանգվածներ, ինչը դրանք օգտակար է դարձնում ռադարային, կապի, չափման, զգայունության և այլ միկրոալիքային համակարգերում: Բնօրինակ հղումային հոդվածում ճեղքային անտենան ներկայացված է որպես ուղղանկյուն բացվածք հաղորդիչ մակերեսի վրա և բացատրվում է դրա վարքագիծը՝ օգտագործելով Բաբինեի սկզբունքը:
1. Ի՞նչ է անցքավոր անտենան։
Ամենապարզ ճեղքային անտենան կարելի է պատկերացնել որպես նեղ ուղղանկյուն բացվածք, որը կտրված է հաղորդիչ թերթիկի մեջ։
Երբ այս բացվածքի վրա հաստատվում է ՌՀ դաշտ, շրջակա մետաղական մակերեսով հոսող հոսանքները խաթարվում են, և անցքի միջով ճառագայթվում է էլեկտրամագնիսական էներգիա։
Տեսական վերլուծության մեջ հաղորդիչ շերտը հաճախ դիտարկվում է որպես անսահման մեծ և կատարյալ հաղորդիչ։ Սակայն իրական անտենաները օգտագործում են վերջավոր մետաղական մակերեսներ, ալիքատար պատեր, խոռոչներ կամ այլ գործնական կառուցվածքներ։ Հետևաբար, անցքը շրջապատող չափերը և միջավայրը ազդում են անտենաների իրական վարքագծի վրա։
Ի տարբերություն լարային անտենայի, որտեղ հոսանքը հոսում է հաղորդիչ տարրի երկայնքով, ճեղքային անտենան ճառագայթում էանցք հաղորդիչ կառուցվածքումԱյս լրացուցիչ կապը Բաբինեի սկզբունքի հետ սերտորեն կապված լինելու պատճառներից մեկն է։
2. Անտենաների աշխատանքային հաճախականությունը
Բնօրինակ հղումը ներկայացնում է300 ՄՀց-ից մինչև 30 ԳՀցորպես ակոսային անտենաների համար բնորոշ աշխատանքային տիրույթ։ Սա օգտակար է որպես ընդհանուր ներածություն, բայց չպետք է մեկնաբանվի որպես համընդհանուր հաճախականության սահմանաչափ։
Գործնականում անտենայի ճարտարագիտության մեջ օգտագործելի հաճախականության տիրույթը կախված է կոնկրետ կառուցվածքից: Կարևոր գործոններից են՝
- Սլոտի երկարությունը և լայնությունը
- Հաղորդիչ մակերեսի չափսեր
- Կերակրման մեթոդ
- Ալիքային կամ խոռոչային երկրաչափություն
- Աշխատանքային ռեժիմ
- Տարրերի հեռավորությունը զանգվածում
Ճեղքային անտենաները հատկապես տարածված են միկրոալիքային համակարգերում, քանի որ ճեղքերը կարող են հարմար կերպով ինտեգրվել ալիքատար պատերի մեջ: Ավելի բարձր հաճախականություններում փոքր ալիքի երկարությունը նաև թույլ է տալիս բազմաթիվ ճեղքեր դասավորել կոմպակտ բարձր ուղղորդվածության զանգվածների մեջ:
3. Ինչպե՞ս է աշխատում անցքային անտենան։
Երբ էլեկտրամագնիսական դաշտերը գրգռվում են հաղորդիչ կառուցվածքի ներսում կամ մոտակայքում, մակերեսային հոսանքները հոսում են մետաղի երկայնքով։
Ափսեի տեղադրումը խաթարում է հոսանքի բնականոն ընթացքը։ Ափսեի երկայնքով կարող են առաջանալ ուժեղ էլեկտրական դաշտեր, և ափսը էլեկտրամագնիսական էներգիայի մի մասը միացնում է ազատ տարածության մեջ։
Ճառագայթման ճշգրիտ վարքագիծը կախված է նրանից, թե ինչպես է գրգռվում անցքը։
Օրինակ, միճեղքավոր ալիքատար անտենա, անցքի դիրքը և կողմնորոշումը ալիքատարի հոսանքի բաշխման նկատմամբ որոշում են, թե որքան ուժեղ է գրգռվում տվյալ անցքը։ Այնուհետև կարելի է տեղադրել և միմյանցից հեռացնել մի քանի անցքեր՝ ցանկալի ուժեղացմամբ և ճառագայթային պատկերով զանգված ձևավորելու համար։
Ահա թե ինչու անցքային անտենայի նախագծումը պարզապես «մետաղի վրա անցք բացելու» հարց չէ: Անցքային երկրաչափությունը, դիրքը, հեռավորությունը, փուլը և սնուցման կառուցվածքը պետք է բոլորը միասին դիտարկվեն:
Նկար 1. Գործնական ճեղքային կառուցվածք, որը պատկերում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը հաղորդիչ մակերեսի անցքերի միջով:
4. Բաբինեի սկզբունքը և ակոսային անտենաները
Անտենաների անցքերը հասկանալու ամենաօգտակար հասկացություններից մեկը հետևյալն էԲաբինեի սկզբունքը, ավելի կոնկրետ՝ դրա էլեկտրամագնիսական ընդլայնումը։
Հիմնական գաղափարն այն է, որ համեմատենք երկու լրացուցիչ կառուցվածքներ՝
- Հաղորդիչ հարթության մեջ կտրված անցք
- Հաղորդիչ շերտ՝ նույն երկրաչափությամբ, ինչ այդ անցքը
Եթե մեկ կառուցվածքի մետաղական և բաց շրջանները փոխանակվում են, ապա այդ երկուսը համարվում են միմյանց լրացնող։
Անտենայի տեսության մեջ, ճեղքային անտենայի ճառագայթման բնութագրերը կարող են կապված լինել դրա լրացուցիչ դիպոլանման կառուցվածքի բնութագրերի հետ: Ճառագայթման պատկերի ձևերը սերտորեն կապված են, մինչդեռ էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի դերերը փոխարինվում են: Սա նաև նշանակում է, որ ճեղքի բևեռացումը օրթոգոնալ է համապատասխան լրացուցիչ դիպոլի բևեռացմանը:
Օրինակ, նեղ հորիզոնական ճեղքը հակված է առաջացնելու էլեկտրական դաշտ, որը բևեռացված է ճեղքի երկար առանցքին ուղղահայաց։
Հետևաբար, Բաբինեի սկզբունքը կարևոր գործիք է հիմնական ճեղքային անտենաների իմպեդանսը, բևեռացումը և ճառագայթման վարքագիծը հասկանալու համար։
Նկար 2. Բաբինեի սկզբունքը բացատրելու համար օգտագործվող լրացուցիչ կառուցվածքների նկարազարդում:
5. Անտենա՝ անցքով և դիպոլային անտենա
Նեղ ճեղքը և դրա լրացուցիչ դիպոլը օգտակար համեմատություն են ապահովում անտենայի տեսության մեջ։
Երկուսն էլ կարող են ցուցաբերել նմանատիպ ճառագայթման նախշերի ձևեր իդեալական լրացուցիչ պայմաններում, սակայն դրանց էլեկտրամագնիսական դաշտի կողմնորոշումը տարբեր է։
Սովորական դիպոլի դեպքում էլեկտրական դաշտը սովորաբար համընկնում է դիպոլի տարրի հետ։ Լրացուցիչ ճեղքի դեպքում էլեկտրական դաշտը ուղղահայաց է ճեղքի երկար առանցքին։
Այս լրացուցիչ կապը չի նշանակում, որ յուրաքանչյուր գործնական ճեղքային անտենա իրեն պահում է ճիշտ ինչպես դիպոլը: Իրական կառուցվածքները կարող են ներառել վերջավոր գետնային հարթություններ, խոռոչներ, ալիքատարներ, բազմակի ճեղքեր, դիէլեկտրիկ նյութեր և մոտակա մեխանիկական բաղադրիչներ, որոնք բոլորը կարող են փոփոխել իմպեդանսը և ճառագայթման պատկերը:
6. Ճառագայթման պատկերը և բևեռացումը
Բնօրինակ հոդվածը նկարագրում է ճեղքային անտենայի ճառագայթման պատկերը որպես բազմակողմանի և համեմատում այն կիսաալիքային դիպոլի հետ։
Մեծ հաղորդիչ հարթության մեջ պարզ մեկուսացված ճեղքի համար դիպոլանման լայն ճառագայթման պատկերը օգտակար ներածական մոտարկում է։ Այնուամենայնիվ,«Բոլոր ուղղություններով»-ը չպետք է դիտարկել որպես բոլոր անցքային անտենաների համընդհանուր հատկություն։.
Վերջնական օրինաչափությունը կախված է հետևյալից.
- Չափսեր
- Սլոտերի կողմնորոշում
- Հաղորդիչ մակերես
- Սնուցման կառուցվածքը
- Սլոտերի քանակը
- Տարրերի հեռավորությունը և փուլը
- Անդրադարձիչներ կամ խոռոչներ անցքի հետևում
Ճեղքերով ալիքատար մատրիցում բազմաթիվ ճառագայթող ճեղքեր կարող են միասին աշխատել՝ նեղ, բարձր ուղղորդված ճառագայթ և զգալիորեն ավելի բարձր ուժեղացում ստանալու համար։
Այս տարբերությունը հատկապես կարևոր է գործնական ռադարների և կապի անտենաների քննարկման ժամանակ։
Նկար 3. Դիպոլի նման ճառագայթման պատկեր, որն օգտագործվում է իդեալական պայմաններում հիմնական ճեղքային անտենայի վարքագիծը պատկերելու համար:
7. Ճեղքավոր ալիքատար անտենաներ և մատրիցներ
Անտենային անցքային տեխնոլոգիայի ամենակարևոր գործնական իրականացումներից մեկըճեղքավոր ալիքատար անտենա.
Այս կառուցվածքում ճառագայթող ճեղքեր են կտրված ալիքատարի պատի մեջ, որոնք կրում են միկրոալիքային էներգիա: Յուրաքանչյուր ճեղք միացնում է ալիքատարից կառավարվող քանակությամբ էներգիա և ճառագայթում այն ազատ տարածություն:
Երբ մեկ կամ մի քանի ալիքատար ալիքների երկայնքով դասավորված են մի քանի ճեղքեր, դրանք ձևավորում ենալիքատար անցքային մատրիցային անտենա.
Զգուշորեն վերահսկելով անցքերի դիրքը, հեռավորությունը, կողմնորոշումը և գրգռվածությունը՝ նախագծողները կարող են հասնել հետևյալին.
- Ավելի բարձր շահույթ
- Նեղ ճառագայթի լայնություն
- Կառավարվող կողային բլթակներ
- Ցանկալի բևեռացում
- Կոմպակտ հարթ բացվածքներ
RF MISO-ն ներկայումս առաջարկում էԱլիքային անցքային անտենաներև միկրոալիքային կիրառությունների համար նախատեսված ճեղքավոր ալիքատար արտադրանք: Օրինակ, դրա արտադրանքի պորտֆելը ներառում է 8.6–9.6 ԳՀց և 9–10 ԳՀց հաճախականությամբ ճեղքավոր ալիքատար անտենաներ՝ գծային բևեռացմամբ և բարձր ուժեղացման կոնֆիգուրացիաներով:
RF MISO-ն իր հետազոտությունների և զարգացման աշխատանքներում, այդ թվում՝ X-band զանգվածների նախագծման մեջ, օգտագործում է նաև ալիքատար ճեղքային զանգվածների ճարտարապետություններ։
8. Անտենաների անցքերի առավելությունները
Անտենաների անցքերը մի քանի գործնական առավելություններ ունեն.
Ցածր պրոֆիլի ինտեգրում
Ճեղքերը կարող են ձևավորվել անմիջապես հաղորդիչ վահանակների կամ ալիքատար պատերի մեջ։
Լավ մեխանիկական ինտեգրացիա
Ճառագայթող կառուցվածքը միշտ չէ, որ պահանջում է դուրս ցցված արտաքին տարր։
Հարմար է անտենային զանգվածների համար
Բազմակի անցքերը կարող են արդյունավետորեն համակցվել հարթ կամ ալիքատար սնուցվող զանգվածների մեջ։
ճկուն ճառագայթի դիզայն
Ատամների դասավորությունը և գրգռումը կարող են օպտիմալացվել տարբեր ուժեղացման և ճառագայթման պահանջների համար։
Համատեղելիություն ալիքատար համակարգերի հետ
Միկրոալիքային և միլիմետրային ալիքային հաճախականությունների դեպքում ճեղքերը կարող են անմիջապես ինտեգրվել ցածր կորուստներով ալիքատար սնուցող կառուցվածքների հետ։
9. Սահմանափակումներ և նախագծային նկատառումներ
Սլոտային անտենաները նաև ներառում են մի շարք ճարտարագիտական խնդիրներ:
Մեկ անցքը կարող է ապահովել սահմանափակ ուժեղացում և համեմատաբար լայն ճառագայթում: Ավելի բարձր ուղղորդվածության հասնելու համար սովորաբար անհրաժեշտ է զանգվածային կառուցվածք:
Արդյունավետությունը կարող է նաև զգայուն լինել հետևյալի նկատմամբ.
- Սղոցի մշակման ճշգրտություն
- Հողի հարթության չափերը
- Ալիքային ուղղորդիչների հանդուրժողականություն
- Մի անցքից մյուսը հեռավորությունը
- Սնուցման փուլ
- Մակերեսի որակը
- Կառուցվածքային հավասարեցում
Բարձր միկրոալիքային և միլիմետրային ալիքային հաճախականությունների դեպքում փոքր մեխանիկական սխալները կարող են կազմել ալիքի երկարության զգալի մասը։ Հետևաբար, արտադրական ճշգրտությունը դառնում է ավելի ու ավելի կարևոր։
Սկզբնական հոդվածում որպես ընդհանուր թերություններ նշված են խաչաձև բևեռացման բարձր մակարդակը և ճառագայթման ցածր արդյունավետությունը։ Գործնականում այս բնութագրերը խիստ կախված են նախագծումից և չպետք է դիտարկվեն որպես յուրաքանչյուր ճեղքային անտենայի կամ ճեղքային զանգվածի անխուսափելի հատկություններ։
10. Անտենաների ակոսների կիրառությունները
Ճեղքավոր անտենաները և ճեղքավոր ալիքատար մատրիցները լայնորեն կիրառվում են ռադիոհաճախականության և միկրոալիքային համակարգերում, այդ թվում՝
- Ռադարային համակարգեր
- Միկրոալիքային կապ
- Անտենային զանգվածներ
- Նավիգացիոն համակարգեր
- Ռադիոհաճախականության չափում
- Զգայական համակարգեր
- Արբանյակային և ավիատիեզերական հարթակներ
- Ալիքային սնուցմամբ անտենային համակարգեր
Բնօրինակ հղումը հատկապես ընդգծում է ռադարային նավիգացիան և ալիքատարերով սնուցվող մատրիցները որպես ընդհանուր ճեղքային անտենաների կիրառություններ։
Բարձր ուղղորդվածության միկրոալիքային համակարգերի համար ճեղքավոր ալիքատարային մատրիցները ապահովում են հետևյալի գործնական համադրությունը՝հարթ երկրաչափություն, ալիքատարի սնուցում, կառավարվող ճառագայթման օրինաչափություններ և զանգվածի մասշտաբայնություն.
Եզրակացություն
Ճեղքային անտենան էլեկտրամագնիսական էներգիան վերածում է ազատ տարածության ճառագայթման՝ հաղորդիչ մակերևույթի վրա ձևավորված անցքի միջոցով։
Չնայած դրա հիմնական երկրաչափությունը պարզ է, անցքի էլեկտրամագնիսական վարքագիծը մեծապես կախված է դրա չափսերից, կողմնորոշումից, գրգռումից և շրջապատող կառուցվածքից։
Բաբինեի սկզբունքը օգտակար տեսական կապ է ապահովում ճեղքային անտենաների և լրացուցիչ դիպոլային կառուցվածքների միջև՝ օգնելով ինժեներներին հասկանալ դրանց բևեռացման և ճառագայթման բնութագրերը։
Գործնականում միկրոալիքային ճարտարագիտության մեջ անցքերի գաղափարը հատկապես հզոր է դառնում, երբ այն համակցվում է ալիքատար տեխնոլոգիայի հետ։ Բազմաթիվ անցքեր կարող են ինտեգրվելճեղքավոր ալիքատար անտենային մատրիցներ, որը հնարավորություն է տալիս օգտագործել ավելի բարձր ուժեղացում, կառավարվող ճառագայթի լայնություն և կոմպակտ պլանարային անտենայի ճարտարապետություն ռադարային, կապի, չափման և զգայուն համակարգերի համար։
Հրապարակման ժամանակը. Օգոստոսի 28-2026
