Диафрагма антенналары – микротолкундуу, миллиметрдик толкундуу, радарлык, байланыш жана антенна өлчөө системаларында кеңири колдонулган антенналардын маанилүү классы. Негизинен өткөргүч элементтер боюнча агып жаткан ток аркылуу нурлануучу зым антенналардан айырмаланып, диафрагма антенналары электромагниттик энергияны тешик же диафрагма аркылуу нурлантат.
Көп кездешүүчү мисал - ачык учтуу толкун өткөргүч. Электромагниттик толкундар толкун өткөргүч аркылуу өтүп, ачык учуна жеткенде, багытталган энергиянын бир бөлүгү бош мейкиндикке нурланат. Инженерлер диафрагманын геометриясын, талаанын бөлүштүрүлүшүн жана айланадагы түзүлүштү башкаруу менен импеданс дал келүүсүн, багыттуулукту, күчөтүүнү жана нурлануу мүнөздөмөлөрүн андан ары жакшырта алышат.
Кеңири таралган диафрагма түрүндөгү антенналар төмөнкүлөрдү камтыйтачык учтуу толкун өткөргүч антенналар,мүйүздүү антенналаржана уячалуу антенналарТүпнуска маалымдама макаласында бул үч түзүлүш апертуралык антенналардын астында топтоштурулган.
1. Диафрагмалык антенна деген эмне?
Антенна инженериясында диафрагманы электромагниттик талаалар багытталган конструкциядан бош мейкиндикке туташкан тешик деп эсептөөгө болот.
Толкун өткөргүч электромагниттик энергияны чектөө жана багыттоо үчүн иштелип чыккан. Эгерде толкун өткөргүч өткөргүч дубал менен аяктаса, энергия чектелген бойдон калат же аяктоо шарттарына ылайык чагылдырылат. Бирок, толкун өткөргүч ачылганда, тешиктеги электромагниттик талаа бош мейкиндикке нур чачырата алат.
Ошондуктан, апертура багытталган электромагниттик режим менен нурланган электромагниттик толкундун ортосундагы өткөөл аймак катары кызмат кылат.
Чыныгы радиациялык мүнөздөмөлөр бир нече факторлорго көз каранды, анын ичинде:
- Диафрагманын өлчөмдөрү жана формасы
- Иштөөчү толкун узундугу
- Толкун багыттоочу режим
- Электр жана магнит талаасынын бөлүштүрүлүшү
- Фланец же аны курчап турган өткөргүч түзүлүш
- Апертурадагы импедансты дал келтирүү
Ачык учтуу тик бурчтуу толкун өткөргүчтөрү боюнча изилдөөлөр көрсөткөндөй, диафрагма талаалары да, курчап турган фланец четтеринен келип чыккан дифракция да пайда болгон нурлануу талаасына салым кошо алат.
1-сүрөт. Диафрагма нурланышын көрсөтүү үчүн колдонулган тик бурчтуу толкун өткөргүч түзүлүшүнүн мисалы.
2. Ачык учтуу толкун өткөргүч кантип нурланат?
Таралуучу толкун өткөргүч режими ачык апертурага жеткенде, электромагниттик чек ара шарттары кескин өзгөрөт. Талаалар мындан ары өткөргүч дубалдар менен толугу менен чектелбей, электромагниттик энергиянын бир бөлүгүнүн бош мейкиндикке нурлануусуна мүмкүндүк берет.
Ошол эле учурда, толкун өткөргүчтөн бош мейкиндикке өтүү, адатта, толук дал келбейт. Ошондуктан, кандайдыр бир энергия толкун өткөргүчкө кайра чагылышы мүмкүн.
Бул мамиленин ортосундагынурлануу жана чагылдыруудиафрагмалык антеннанын дизайнынын маанилүү бөлүгү болуп саналат.
Жөнөкөй ачык учтуу толкун өткөргүч антенна катары иштей алат, бирок анын нурлануунун натыйжалуулугу, импеданстын дал келиши, күчөтүү жана нурдун мүнөздөмөлөрү ар бир колдонмо үчүн оптималдуу болбошу мүмкүн. Инженерлер жакшыраак иштөө үчүн диафрагманын геометриясын өзгөртө алышат. Эң тааныш мисалдардын бири - булмүйүздүү антенна, мында толкун өткөргүч акырындык менен апертурага карай кеңейет.
3. Диафрагмалык антенналардын иштөө жыштыгы
Бардык диафрагмалык антенналар үчүн бирдиктүү универсалдуу иштөө жыштык диапазону жок.
Толкун өткөргүчкө негизделген апертуралык антеннанын колдонулуучу жыштык диапазону, негизинен, төмөнкүлөр менен аныкталаттолкун өткөргүчтүн өлчөмдөрү, толкун өткөргүчтүн түрү, колдоого алынган таралуу режимдери жана кесүү жыштыктары.
Ошондуктан, ар кандай микротолкундуу жана миллиметрдик толкун жыштык тилкелери үчүн ар кандай стандартташтырылган толкун өткөргүч өлчөмдөрү колдонулат.
Бул өзгөчө жогорку жыштыктагы радио жыштык системаларында маанилүү. Жыштык жогорулаган сайын жана толкун узундугу кыскарган сайын, толкун өткөргүчтүн жана диафрагманын өлчөмдөрү да кичирейип, диафрагма антенналарын микротолкундуу, миллиметрдик толкундуу жана ал тургай THzден төмөн системаларда натыйжалуу колдонууга мүмкүндүк берет.
4. Диафрагмалык антеннанын нурлануу схемасы
Диафрагмалык антеннанын нурлануу схемасы диафрагманын өлчөмүнө, талаанын таралышына, иштөө режимине, толкун узундугуна жана айланадагы түзүлүшкө абдан көз каранды.
Ачык учтуу толкун өткөргүч, адатта, салыштырмалуу кеңири нурду пайда кылат, бирок аны автоматтык түрдө бардык багыттуу антенна катары сүрөттөөгө болбойт. Анын E-тегиздик жана H-тегиздик нурлануу мүнөздөмөлөрү диафрагма боюнча электромагниттик талаанын бөлүштүрүлүшү менен аныкталат.
Айланадагы фланец да пайда болгон нурлануу схемасына таасир этиши мүмкүн, анткени анын четтеринен дифракцияланган талаалар жалпы нурланган талаага салым кошот. Заманбап аналитикалык изилдөөлөр алыскы талаанын жүрүм-турумун эсептөөдө диафрагманын нурланышын жана фланецтин четиндеги дифракцияны ачык эске алат.
Натыйжалуу диафрагманын өлчөмүн көбөйтүү, жалпысынан, жогорку багыттуулукту жана куушураак негизги нурду камсыздай алат, бул жогорку күчөтүү талап кылынганда мүйүздүү антенналар жана чоңураак диафрагмалык түзүлүштөр кеңири колдонулушунун бир себеби.
Директивдүү эмес нурлануу схемасы
5. Диафрагмалык антенналардын негизги түрлөрү
Ачык учтуу толкун өткөргүч антеннасы
Ачык учтуу толкун өткөргүч эң жөнөкөй диафрагмалык радиаторлордун бири. Анын компакттуу түзүлүшү жана толкун өткөргүч системалары менен түз шайкештиги аны микротолкундуу жана миллиметрдик толкундуу лабораторияларда, антенна өлчөөлөрүндө, зонддордо, берүүлөрдө жана башка RF системаларында пайдалуу кылат.
мүйүздүү антенна
Мүйүздүү антеннаны туурасынан кесилиши нурлануучу диафрагмага карай акырындык менен кеңейген толкун өткөргүч катары кароого болот. Бул акырындык менен өтүү багытталган толкундардан эркин мейкиндиктеги нурланууга трансформацияны жакшыртат жана импеданстын жакшыраак дал келүүсүн, жогорку күчөтүүнү жана көбүрөөк башкарылуучу нурлануу үлгүлөрүн камсыздай алат.
Мүйүздүү антенналар антеннаны өлчөөдө, электромагниттик микросхемаларды сыноодо, радарда, байланыш системаларында, берүү системаларында жана миллиметрдик толкун колдонмолорунда кеңири колдонулат.
Уяча антеннасы
Оюк антенна электромагниттик энергияны нурлантуу үчүн өткөргүч бетке кесилген тешикти же уячаны колдонот. Оюктун геометриясына, козголуусуна жана айланасындагы түзүлүшкө жараша, уя антенналары өзүнчө же массивдерге бириктирилиши мүмкүн.
Алар микротолкундуу системаларда кеңири колдонулат, мында төмөнкү профилдеги структуралар, интеграция же массив конфигурациялары талап кылынат.
6. Радиожыштык жана микротолкундуу инженериядагы апертуралык антенналар
Диафрагмалык антенналар толкун өткөргүчтөрдүн берүүчү түзүлүштөрү менен табигый түрдө интеграциялангандыктан, алар микротолкундуу жана миллиметрдик толкун жыштыктарында өзгөчө маанилүү.
Типтүү колдонмолорго төмөнкүлөр кирет:
- Антеннанын күчөшүн жана радиациялык үлгүнү өлчөө
- EMC жана EMI сыноолору
- Радар системалары
- Микротолкундуу жана миллиметрдик-толкундуу байланыш
- Антеннаны берүү системалары
- Радиожыштыкты лабораториялык өлчөө
- Багытталган берүү жана кабыл алуу
- Сыноо жана калибрлөө системалары
Антенна инженерлери үчүн тиешелүү диафрагмалык антеннаны тандоо жөн гана жыштыкты эске алуудан да көптү талап кылат. Күчөтүү коэффициенти, нурдун туурасы, поляризация, VSWR, толкун өткөргүчтүн өлчөмү, фланецтин түрү, кубаттуулукту башкаруу жана механикалык өлчөмдөр сыяктуу параметрлердин баары системанын иштешине таасир этиши мүмкүн.
Жыйынтык
Диафрагмалык антенналар башкарылуучу электромагниттик энергияны эркин мейкиндик нурланууга айландыруунун натыйжалуу жолун камсыз кылат, бул аларды микротолкундуу жана миллиметрдик толкундуу инженериядагы антеннанын негизги категориясына айлантат.
Жөнөкөй ачык учтуу толкун өткөргүчтөрдөн баштап, оптималдаштырылган мүйүздүү жана уячалуу түзүлүштөргө чейин, диафрагмалык антенналар күчөтүүнүн, нурдун туурасынын, поляризациянын, жыштык диапазонунун жана системаны интеграциялоо талаптарынын ар кандай айкалыштары үчүн иштелип чыгышы мүмкүн.
Ошондуктан, радио жыштыктагы сыноо, байланыш, радар жана өлчөө системалары үчүн антенналарды тандоодо же долбоорлоодо диафрагманын өлчөмү, электромагниттик талаанын бөлүштүрүлүшү, толкун өткөргүч режимдери жана аны курчап турган түзүлүштөр радиациянын иштешине кандай таасир этерин түшүнүү абдан маанилүү.
Жарыяланган убактысы: 2026-жылдын 14-августу
