SE501490C2 - Vågledarantenn med transversella slitsar - Google Patents

Description

501 10 15 20 25 30 490 2 En fördel med slitsplaceringen är att några gallerlober ej uppkommer eftersom avståndet mellan slitsarna är mindre är en våglängd.

I vissa tillämpningar önskar man dock en antenn med motsatt polarisationsriktning. Detta är möjligt genom transversella slitsar, det vill säga slitsar som är placerade tvärs vågledarens längdriktning. I detta fall saknas emellertid den tidigare nämnda möjligheten att genom sidoförflyttning vända fasen. De transversella slitsarna måste därför placeras med det inbördes avståndet Ås. Detta ger upphov till kraftiga gallerlober eftersom normalt Äg> Ä0(typískt Å: = 1,4Å@.

Gallerloberna kan undertryckas på olika sätt. I den svenska patentansökan SE 9000959-8 beskrivs exempelvis ett sätt att Ett annat sätt att uppnå samma syfte är att fylla vågledaren med ett med hjälp av bafflar undertrycka gallerlober. dielektriskt material med e > 2. Båda metoderna har sina begränsningar och är därför ibland mindre lämpliga.

Transversella slitsar i vågledare har även en hög ekviva- lent impedans (R). Vid normalhöjd på vågledaren gäller att R/Z0 2 1 (där Z0 är vågledarens karakteristiska impedans), medan vid så kallad halvhöjd det dubbla värdet, det vill erhålles. samma vågledare blir den totala belastningsimpedansen säga R/Z0 ß 2, Då antennen har flera slitsar i mycket hög och en transformering av ingångsimpedansen blir nödvändig.

Den höga slitsimpedansen medför förutom svårigheten med anpassningen att antennens bandbredd begränsas.

Syftet med uppfinningen är därför att tillhandahålla en vågledarantenn med transversella slitsar där gallerloberna eliminerats och där slitsimpedansen reducerats så att den 10 15 20 25 501 490 3 totala belastningsimpedansen nedbringas till mera optimala värden samtidigt som antennens bandbredd ökar.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ovannämnda syfte uppnås genon1 en vågledarantenn enligt föreliggande uppfinning, vars kännetecken framgår av efterföljande patentkrav 1.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar i en delvy ett centralt längdsnitt genom en utföringsform av en vågledarantenn.

Figur 2 är en perspektivisk delvy av vågledarantennen i figur 1.

Figur 3 visar i en delvy ett centralt längdsnitt genom en utföringsform av en vågledarantenn enligt uppfinningen.

Figur 4 visar den elektriska fältbilden kring en anord- ning enligt figur 3.

Figur 5 och 6 är tvärsnittsvyer av olika utförings- former av uppfinningen.

Figur 7 visar i en delvy ett centralt längdsnitt genom en ytterligare utföringsform av anordningen enligt uppfinningen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFQRM Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till figur 1-7.

Uppfinningen bygger på teoretiska studier som visar att slitsimpedansen kan påverkas om slitsen "förlängs" genom att vågledarväggens tjocklek ökas. Exempelvis kan nämnas för en vågledare med höjden 10 mm och väggtjockleken 1 mm blir R/Zo = 2 medan en ökning av väggtjockleken till 501 490 10 15 20 25 30 4 extrema 30 mm ger R/Zoz 0,1. Dylika väggtjocklekar är dock av bland annat vikt- och utrymmessynpunkt oftast inte realistiska att utnyttja.

Det har dock visat sig vara möjligt att uppnå samma För att underlätta förståelsen av uppfinningen skall dock först fördelar med en anordning enligt uppfinningen. beskrivas en anordning enligt fig 1 och 2. Figurerna visar en vågledare 1 försedd med en transversell slits 2. Längs slitsens ena sida är ett elektriskt ledande vågledarelement 3 fäst. Det vid slitskanten fästa vågledarelementet sträcker sig vinkelrätt mot vågledarens 1 vägg 6, men är på ett visst avstånd från vågledarväggen 6 böjt så att det blir i huvudsak parallellt med vågledarväggen. Vid vågleda- relementets fria ända 7 bildas en öppning som verkar som en ny slits, här benämnd sekundär slits 4. Vågledarelementets 3 bredd är lika. med eller större än de transversella slitsarnas 2 längd och kan längs sina sidor vara försett med sidoväggar 5 med kontakt med vågledarväggen 6. bildar tillsammans med vågledarväggen 6 en "förlängning" av slitsen 2 i form av en Avståndet mellan de båda slitsarna 2 och 4 motsvarar därvid den Det böjda vågledarelementet 3 vågledare fram till den sekundära slitsen 4. tidigare nämnda väggtjockleken. Genom att variera avståndet mellan slitsarna kan således slitsimpedansen och därmed den totala belastningsimpedansen påverkas.

Eftersom det inbördes avståndet mellan de sekundära slitsarna 4 kommer att vara det samma som det inbördes avståndet mellan slitsarna 2, det vill säga Ät, kommer dock gallerlober att uppträda. Dessa kan emellertid elimineras genom den utformning av vågledarelementet som är karakte- ristisk för uppfinningen. 10 15 20 25 30 501 490 5 Olika utföringsformer av uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i anslutning till figurerna 3-7. Det skall i detta sammanhang noteras att även om vissa av dessa figurer för klarhets skull endast visar anordningar kring en eller ett par transversella slitsar, avser uppfinningen vågleda- rantenner som normalt omfattar ett större antal slitsar. De beskrivna anordningarna är således avsedda att arrangeras vid alla slitsar.

I figur 3 anger liksom tidigare referensnummer 1 en vågledare försedd med transversella slitsar 2. I anslutning till varje slits är ett vågledarelement 8 placerat. Detta vågledarelement skiljer sig från det i samband med fig 1 och 2 beskrivna, genom att det inte är fäst vid slitsens 2 kant utan är i huvudsak symmetriskt placerat över slitsen 2. Vid Vågledarelementets ena ända bildas liksom i den tidigare beskrivna utföringsformen en sekundär slits 4.

Genom utformningen av vågledarelementet 8 bildas också i dess andra ända en sekundär slits 9.

Då slitsarna 2 är placerade på det inbördes avståndet Xp kommer, om vågledarelementet 8 görs )¿/2 långt, det in- bördes avståndet mellan de sekundära slitsarna att bli kg/2. Detta innebär att gallerlober inte kommer att uppstå.

Vågledarelementet 8 i kombination med slitsen 2 och vågledarväggen 6 kan ses som en vågledarförgrening där den från slitsen 2 utstrålade energien fördelas till de två sekundära slitsarna 4 och 9. I figur 4 visas de elektriska fältlinjerna 10 i. vågledarförgreningen. Som framgår av figuren kommer de två sekundära slitsarna att stråla i fas.

Vågledarelementets 8 bredd är normalt lika med eller större än de transversella slitsarnas längd. Liksom vågledarele- mentet 3 kan vågledarelementet 8 förses med sidoväggar 11.

Detta framgår av figur 5 som visar ett utförande där 501 490 10 15 20 25 30 6 vågledarelementet utförts i form av en U-formad profil vars skänklar utgör sidoväggarna 11. Skänklarna fästs genom limning, lödning eller andra passande metoder till vågle- darväggen 6, vilket innebär en enkel och okomplicerad tillverkning av antennen.

Figur 6 visar en utföringsform av uppfinningen där vågleda- relementet 8 saknar sidoväggar. vågledarelementet är i stället placerat på en skiva 12 av ett dielektriskt material.

Avståndet mellan vågledarväggen 6 och vågledarelementet 8 bestäms av vilken slitsimpedans man önskar uppnå, men är av storleksordningen 0,2 - 1 gånger vågledarens 1 höjd.

Av praktiska skäl kan det vara önskvärt att ge vågledaran- tennens en jämnare yta. Figur 7 visar ett utförande där mellan varje vågledarelementEšplacerats ett andra vågleda- relement 14. Detta andra vågledarelement 14 är något kortare än avståndet mellan vågledarelementen 8 varigenom sekundära slitsar 13 bildas mellan vågledarelementen 8 och det andra vågledarelementet 14. I sina båda ändar är det andra vågledarelementet 14 utrustat med galvaniska för- bindelser 15 med vågledaren 1. Genom den galvaniska förbindelsen förhindras att strålningen från närliggande transversella slitsar 2 påverkar varandra. I detta utföran- de är således de sekundära slitsarna 13 placerade på vågledarantennens yta, symmetriskt kring de transversella slitsarna 2, och med det inbördes avståndet kg/2. För tydlighets skull är i figur 7 också de elektriska fältlin- jerna inritade.

Genom den nu beskrivna anordningen har således de vid vågledarantenner med transversella slitsar uppträdande gallerloberna eliminerats. Genom att variera vågledarele- mentets höjd och bredd kan slitsimpedanserna och därmed den 10 501 490 7 totala anpassning av antennen till matningskällan kan uppnås. belastningsimpedansen varieras varvid en god Detta innebär också en ökad bandbredd för antennen.

I de beskrivna exemplen har avståndet mellan de sekundära slitsarna angivits till Å:/2. Detta värde är dock inte på något sätt ett villkor för uppfinningens funktion. Det är således möjligt att genom att variera avståndet mellan de sekundära slitsarna anpassa elimineringen av gallerloberna och andra strålningsegenskaper till konstruktionskraven.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan nämnda utförings- formerna utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (7)

501 490 10 15 20 25 PATENTKRAV

1. Vågledarantenn omfattande en vågledare (1) i vars ena vägg (6) ett antal transversella slitsar (2) är anordnade, kännetecknad därav, att i anslutning till de transversella slitsarna (2) är anordnade elektriskt ledande vågledarele- ment (8), vilka är placerade parallellt med vågledarväggen (6) och i huvudsak symmetriskt i förhållande till de transversella slitsarna (2), varigenom nya slitsar (4, 9) bildas vid vågledarelementens (8) ändar.

2. Vågledarantenn enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att det inbördes avståndet mellan de transversella slitsar- na (2) är huvudsakligen är lika med våglängden i vågledaren (1)-

3. Vågledarantenn enligt patentkrav 1 eller 2, känneteck- nad därav, att vågledarelementens (8) längd längs vågleda- ren (1) företrädesvis är lika med halva vågledarvåglängden.

4. Vågledarantenn enligt något av patentkraven 1 - 3, kännetecknad därav, att vågledarelementens (8) bredd tvärs vågledaren (1) är lika med eller större än de transversella slitsarnas (2) längd.

5. Vågledarantenn enligt något av patentkraven 1 - 4, kännetecknad därav, att vågledarelementen (8) är separerade från vågledaren (1) genom ett dielektriskt material.

6. Vågledarantenn enligt något av patentkraven J. - 4, kännetecknad därav, att vågledarelementen (8) är inrättade med sidoväggar (11) vilka är fästa på vågledaren (1). 501 490 9

7. Vågledarantenn enligt något av patentkraven J. - 6, kännetecknad därav, att mellan vågledarelementen (8) är placerade andra vågledarelement (14) varigenom slitsar (13) bildas mellan vågledarelementen (8) och de andra vågledare- lementen (14) och att de andra vågledarelementen (14) i sina ändar är galvaniskt förbundna med vågledaren (1).