縫隙天線的分類
利用多個(gè)縫隙可構(gòu)成縫隙陣。縫隙陣有兩類:諧振陣和非諧振陣。諧振陣中各縫隙是同相激勵(lì)的;非諧振陣中各縫隙有一定相位差,因而其最大輻射方向不是在陣的法線方向,而是與法線成一角度。非諧振陣的優(yōu)點(diǎn)是頻帶較寬。
縫隙天線的原理
波導(dǎo)縫隙天線如圖(a)所示,圖中波導(dǎo)傳輸te10模,波導(dǎo)的內(nèi)壁上有電流分布,管壁上的縫隙天線切割電流線,縫隙受到激勵(lì)而向外產(chǎn)生輻射,形成波導(dǎo)縫隙天線。
為加強(qiáng)縫隙天線的方向性,可以在波導(dǎo)上按一定規(guī)律開一系列尺寸相同的縫隙,構(gòu)成波導(dǎo)縫隙陣。圖(b)所示為諧振式縫隙陣,為保證所有縫隙都得到同相激勵(lì),相鄰縫隙的間距應(yīng)取λ。
縫隙天線的用途
縫隙天線一般用于微波波段的雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對抗和通信等設(shè)備中,并因能制成共形結(jié)構(gòu)而特別適宜于用在高速飛行器上。中國第一顆人造衛(wèi)星就使用了縫隙天線。60年代以來,波導(dǎo)縫隙陣天線(包括形成相位掃描或頻率掃描的面陣),因易于控制各縫隙的激勵(lì)以得到特定的口徑場分布,結(jié)構(gòu)簡便,已獲得迅速的發(fā)展和應(yīng)用。超低副瓣天線(副瓣電平低于-40分貝)就是在60年代后期用波導(dǎo)縫隙陣首先實(shí)現(xiàn)的。
縫隙天線由于其特點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于地面、艦載、機(jī)載、導(dǎo)航、氣象、港管、信標(biāo)和彈載雷達(dá)以及移動通信、衛(wèi)星廣播等領(lǐng)域。隨著共形天線的理論和實(shí)踐的發(fā)展,縫隙天線的使用將占有更加重要的地位。對于運(yùn)動物體所用天線,縫隙天線可以說是理想的選擇,因?yàn)樗梢耘c物體的表面做得平齊,沒有凸起部分,用于快速飛行器表面時(shí)不會帶來附加的空氣阻力,既隱蔽又不影響物體的運(yùn)動。因而,縫隙天線可以用于外空間的飛行體以及地面、水面、空中快速移動的物體。
目前,通信技術(shù)、無線局域網(wǎng)以及點(diǎn)對點(diǎn)微波通信服務(wù)等無線通信技術(shù)正飛速度發(fā)展,這對于與之相適應(yīng)的天線的需求也越來越大。這類天線普遍要求低成本、易于制造、便于安裝調(diào)校。而這些通信業(yè)務(wù)往往在城市、樓群之間、建筑物之中進(jìn)行,由于建筑物結(jié)構(gòu)的多樣性和空間分隔,對天線的結(jié)構(gòu)和性能還有更多的要求,對天線的數(shù)量也有更多的需求,一個(gè)現(xiàn)代化的大型建筑物內(nèi)常常需安裝數(shù)十甚至數(shù)百的各類天線。用于室內(nèi)安裝的天線,一般安裝于室內(nèi)墻頂或墻壁上,采用小型平面天線不但便于安裝,而且易于實(shí)現(xiàn)隱蔽或進(jìn)行裝飾。同時(shí),采用平面縫隙天線還可以方便地實(shí)現(xiàn)波束可調(diào)性,以實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)特定區(qū)域的覆蓋,從而少電磁輻射,提高輻射效率,避免不必要的電磁傷害。可見,平面縫隙天線的以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該能夠在這些新的通信技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮應(yīng)有的作用。
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