A שפּאַלט אַנטענעאיז אַ טיפּ אַפּערטור אַנטענע געשאפן דורך שאַפֿן איין אָדער מער עפענונגען אין אַ קאַנדאַקטיוו ייבערפלאַך, אַזאַ ווי אַ מעטאַל פּלאַטע, קאַוואַטי, אָדער כוואַליעפירער וואַנט. ווען עלעקטראָמאַגנעטישע פעלדער עקסייטירן דעם שפּאַלט, ווערט די עפענונג אַ שטראַלנדיק עלעמענט און קאַפּלינג ענערגיע פון די געפֿירט אָדער פארמאכט סטרוקטור אין פריי פּלאַץ.
כאָטש די גרונט־סטרוקטור פֿון אַ שפּאַלט־אַנטענע קען אויסזען פּשוט, שפּילן שפּאַלט־באַזירטע דיזיינען אַ וויכטיקע ראָלע אין מאָדערנער RF און מיקראָוועוו־אינזשעניריע. דורך קאָנטראָלירן דישפּאַלט לענג, ברייט, פּאָזיציע, אָריענטירונג, עקסייטיישאַן, און אַרומיקע סטרוקטור, אינזשענירן קענען באַקומען פאַרשידענע ימפּידאַנס, פּאָלאַריזאַציע, ראַדיאַציע מוסטער, און שטראַל קעראַקטעריסטיקס.
סלאָט אַנטענעס קענען זיין ימפּלאַמענטאַד ווי יחיד ראַדיאַטאָרס אָדער עריינדזשד אין גרעסערעגעשלאצטע כוואַליעגייד אַררייז, מאכנדיג זיי נוצלעך אין ראדאר, קאמוניקאציע, מעסטונג, סענסינג, און אנדערע מייקראוועוו סיסטעמען. דער אריגינעלער רעפערענץ ארטיקל שטעלט פאר די סלאט אנטענע אלס א רעכטעקיקע עפענונג אין א קאנדוקטיוו אייבערפלאך און דערקלערט איר אויפפירונג ניצנדיג באבינעט'ס פרינציפ.
1. וואָס איז אַ שפּאַלט אַנטענע?
די פשוטסטע שפּאַלט אַנטענע קען מען זיך פֿאָרשטעלן ווי אַ שמאָלע רעכטעקיקע עפענונג אויסגעשניטן אין אַ קאַנדאַקטיוון בויגן.
ווען אַן RF פעלד ווערט אויפגעשטעלט אַריבער דעם עפענונג, ווערן שטראָמען וואָס פליסן אויף דער אַרומיקער מעטאַל ייבערפלאַך געשטערט, און עלעקטראָמאַגנעטישע ענערגיע ווערט געשטראַלט דורך דעם שפּאַלט.
אין טעאָרעטישן אַנאַליז, ווערט דער קאַנדאַקטינג בויגן אָפט באַהאַנדלט ווי אומענדלעך גרויס און פּערפעקט קאַנדאַקטינג. עכטע אַנטענעס, אָבער, נוצן ענדלעכע מעטאַל ייבערפלאַכן, כוואַליעפירער ווענט, קאַוויטיז, אָדער אַנדערע פּראַקטישע סטרוקטורן. די דימענסיעס און סביבה אַרום דעם שפּאַלט האָבן דעריבער אַן השפּעה אויף דעם פאַקטישן אַנטענע נאַטור.
נישט ווי א דראָט אַנטענע, וואו קראַנט פליסט צוזאמען אַ קאַנדאַקטיוו עלעמענט, שטראַלט אַ שפּאַלט אַנטענע פֿון אַעפענונג אין דער קאַנדאַקטינג סטרוקטורדי קאָמפּלעמענטאַרע באַציִונג איז איין סיבה פאַרוואָס שפּאַלט אַנטענעס זענען ענג פֿאַרבונדן מיט באַבינעט'ס פּרינציפּ.
2. אפערירן פרעקווענץ פון סלאָט אַנטענעס
די אָריגינעלע רעפֿערענץ שטעלט פֿאָר300 מעגהערץ ביז 30 גיגאהערץאלס א טיפישער אפעראציע-ראַנג פאר שפּאַלט-אַנטענעס. דאָס איז נוצלעך אלס אן אַלגעמיינע הקדמה, אָבער עס זאָל נישט ווערן אינטערפּרעטירט אלס אן אוניווערסאַלער פרעקווענץ-לימיט.
אין פּראַקטישער אַנטענע אינזשעניריע, די נוצלעכע פרעקווענץ קייט דעפּענדס אויף דער ספּעציפֿישער סטרוקטור. וויכטיקע פאַקטאָרן אַרייַננעמען:
- שפּאַלט לענג און ברייט
- קאַנדאַקטינג ייבערפלאַך דימענסיעס
- פידינג מעטאָד
- וועווגייד אדער קאַוואַטי דזשיאַמעטרי
- אַפּערייטינג מאָדע
- עלעמענט ספעיסינג אין אן ארעי
סלאָט אַנטענעס זענען ספּעציעל געוויינטלעך אין מייקראַווייוו סיסטעמען ווייַל סלאָטס קענען באַקוועם ינטעגרירט ווערן אין כוואַליעפירער ווענט. ביי העכערע פרעקווענצן, די קלענערע כוואַליע לענג אַלאַוז אויך קייפל סלאָטס צו זיין אָרגאַניזירט אין קאָמפּאַקט הויך-דיירעקטיוויטי אַררייז.
3. ווי אזוי ארבעט א סלאט אנטענע?
ווען עלעקטראָמאַגנעטישע פעלדער ווערן אויפֿגעוועקט אינעווייניק אָדער לעבן אַ קאַנדאַקטיוו סטרוקטור, פֿליסן ייבערפֿלאַך שטראָמען צוזאמען דעם מעטאַל.
אריינפירן א שפּאַלט איבעררייסט דעם נאָרמאַלן שטראָם וועג. שטאַרקע עלעקטרישע פעלדער קענען זיך אַנטוויקלען איבער דער עפענונג, און דער שפּאַלט פֿאַרבינדט אַ טייל פֿון דער עלעקטראָמאַגנעטישער ענערגיע אין פֿרײַעם אָרט.
די גענויע ראַדיאַציע נאַטור דעפּענדס אויף ווי דער שפּאַלט איז אויפֿגעוועקט.
למשל, אין אסלאַטיד כוואַליעגייד אַנטענע, די פאזיציע און אריענטאציע פון דעם שפּאַלט אין באַצוג צו דער כוואַליעפירער קראַנט פאַרשפּרייטונג באַשטימען ווי שטאַרק יענער באַזונדערער שפּאַלט ווערט אויפֿגעוועקט. קייפל שפּאַלטן קענען דעמאָלט ווערן פּאַזיציאָנירט און צעשפּרייט צו שאַפֿן אַן אַרעי מיט אַ געוואונטשענעם געווינס און שטראַל מוסטער.
דאָס איז פאַרוואָס שפּאַלט אַנטענע פּלאַן איז נישט פשוט אַ ענין פון "שניידן אַ לאָך אין מעטאַל." שפּאַלט געאָמעטריע, פּאָזיציע, ספּייסינג, פאַזע און פיד סטרוקטור מוזן אַלע זיין באַטראַכט צוזאַמען.
פיגור 1. פּראַקטישע שפּאַלט סטרוקטור וואָס אילוסטרירט עלעקטראָמאַגנעטישע ראַדיאַציע דורך עפענונגען אין אַ קאַנדאַקטיוו ייבערפלאַך.
4. באַבינעט'ס פּרינציפּ און שפּאַלט אַנטענעס
איינע פון די נוצלעכסטע קאנצעפטן פארן פארשטיין סלאט אנטענעס איזבאַבינעט'ס פּרינציפּ, מער ספעציפיש זיין עלעקטראָמאַגנעטישע אויסברייטונג.
די גרונט־אידעע איז צו פֿאַרגלײַכן צוויי קאָמפּלעמענטאַרע סטרוקטורן:
- א שפּאַלט אויסגעשניטן אין אַ קאַנדאַקטיוו פלאַך
- א קאַנדאַקטיווע פּאַס מיט דער זעלבער געאָמעטריע ווי יענער שפּאַלט
אויב די מעטאַל און אָפענע געגנטן פון איין סטרוקטור ווערן אויסגעטוישט, ווערן די צוויי באַטראַכט ווי קאָמפּלעמענטאַר.
אין אַנטענע טעאָריע, קענען די ראַדיאַציע כאַראַקטעריסטיקס פון אַ שפּאַלט אַנטענע זיין פֿאַרבונדן מיט יענע פון איר קאָמפּלעמענטאַרי דיפּאָל-ווי סטרוקטור. די ראַדיאַציע מוסטער שאַפּעס זענען ענג פֿאַרבונדן, בשעת די עלעקטרישע און מאַגנעטישע פעלד ראָלעס זענען אויסגעטוישט. דאָס מיינט אויך אַז די פּאָלאַריזאַציע פון אַ שפּאַלט איז אָרטאָגאָנאַל צו יענע פון איר קאָרעספּאָנדירנדיק קאָמפּלעמענטאַרי דיפּאָל.
למשל, א שמאָלער האָריזאָנטאַלער שפּאַלט טענדירט צו פּראָדוצירן אַן עלעקטריש פעלד פּאָלאַריזירט פּערפּענדיקולאַר צו דער לאַנגער אַקס פון דעם שפּאַלט.
באַבינעט'ס פּרינציפּ איז דעריבער אַ וויכטיק געצייַג צו פֿאַרשטיין די ימפּעדאַנס, פּאָלאַריזאַציע און ראַדיאַציע נאַטור פון גרונטלעכע שפּאַלט אַנטענעס.
פיגור 2. אילוסטראציע פון קאמפלעמענטארע סטרוקטורן גענוצט צו דערקלערן באבינעט'ס פרינציפ.
5. שפּאַלט אַנטענע און דיפּאָל אַנטענע
א שמאָלער שפּאַלט און זיין קאָמפּלעמענטאַרער דיפּאָל צושטעלן אַ נוצלעכן פֿאַרגלייַך אין אַנטענע טעאָריע.
ביידע קענען אויסשטעלן ענלעכע ראַדיאַציע מוסטער פֿאָרמען אונטער אידעאַלע קאָמפּלעמענטאַרע באַדינגונגען, אָבער זייער עלעקטראָמאַגנעטישע פעלד אָריענטירונג איז אַנדערש.
פֿאַר אַ קאַנווענשאַנעלן דיפּאָל, איז דאָס עלעקטרישע פעלד בכלל אויסגעשטעלט מיטן דיפּאָל עלעמענט. פֿאַר דעם קאָמפּלעמענטאַרן שפּאַלט, איז דאָס עלעקטרישע פעלד פּערפּענדיקולאַר צו דער לאַנגער אַקס פֿון שפּאַלט.
די קאמפלעמענטארע באַציִונג מיינט נישט אַז יעדע פּראַקטישע שפּאַלט אַנטענע פירט זיך פּונקט ווי אַ דיפּאָל. עכטע סטרוקטורן קענען אַרייַננעמען ענדלעכע ערד-פלאַכן, קאַוויטיז, כוואַליע-פירער, קייפל שפּאַלטן, דיעלעקטרישע מאַטעריאַלן און נאָענטע מעכאַנישע קאָמפּאָנענטן, וואָס אַלע קענען מאָדיפֿיצירן די אימפּעדאַנס און ראַדיאַציע מוסטער.
6. שטראַלונג מוסטער און פּאָלאַריזאַציע
דער אריגינעלער ארטיקל באשרייבט דעם סלאט אנטענע ראדיאציע מוסטער אלס אמנידירעקשאנעל און פארגלייכט עס מיט א האלב-כוואליע דיפאל.
פֿאַר אַ פּשוטן אפגעזונדערטן שפּאַלט אין אַ גרויסער קאַנדאַקטיווער פלאַך, איז אַ דיפּאָל-ווי ברייטער ראַדיאַציע מוסטער אַ נוצלעכע הקדמה אַפּראָקסימאַציע. אָבער,"אומנידירעקציאָנעל" זאָל נישט באַהאַנדלט ווערן ווי אַן אוניווערסאַלע אייגנשאַפט פון אַלע שפּאַלט אַנטענעס.
דער לעצטער מוסטער איז אָפּהענגיק פֿון:
- שפּאַלט דימענסיעס
- סלאָט אָריענטאַציע
- קאַנדאַקטיוו ייבערפלאַך
- פידינג סטרוקטור
- נומער פון סלאָץ
- עלעמענט ספּייסינג און פאַזע
- רעפלעקטאָרן אדער קאַוויטיז הינטער דעם שפּאַלט
אין אַ סלאַטיד כוואַליעגייד אַרעי, קענען קייפל ראַדיייטינג סלאָץ אַרבעטן צוזאַמען צו פּראָדוצירן אַ שמאָל, העכסט דירעקציאָנעל שטראַל און באַדייטנד העכער געווינס.
די אונטערשיידונג איז באַזונדערס וויכטיק ווען מען דיסקוטירט פּראַקטישע ראַדאַר און קאָמוניקאַציע אַנטענעס.
פיגור 3. דיפּאָל-ווי ראַדיאַציע מוסטער געניצט צו אילוסטרירן דאָס נאַטור פון אַ באַזישע שפּאַלט אַנטענע אונטער אידעאַלע באדינגונגען.
7. געשלאצטע וועיווגייד אנטענעס און ערייז
איינע פון די וויכטיגסטע פראקטישע אימפלעמענטאציעס פון סלאט אנטענע טעכנאלאגיע איז דיסלאַטיד כוואַליעגייד אַנטענע.
אין דעם סטרוקטור, ווערן שטראַלנדיקע שפּאַלטן אויסגעשניטן אין דער וואַנט פון אַ כוואַליע-פירער וואָס טראָגט מייקראַוועוו ענערגיע. יעדער שפּאַלט פֿאַרבינדט אַ קאָנטראָלירטע מאָס ענערגיע פֿון דעם כוואַליע-פירער און שטראַלט עס אויס אין פֿרײַעם אָרט.
ווען קייפל סלאָץ זענען אויסגעשטעלט צוזאמען איין אדער מער כוואַליעגייד קאַנאַלן, זיי פאָרמען אַוועיווגייד סלאָט אַרעי אַנטענע.
דורך קערפֿול קאָנטראָלירן די פּאָזיציע פֿון די שפּאַלטן, די אָריענטאַציע, און די אויפֿרעגונג, קענען דיזיינערס דערגרייכן:
- העכערע געווינס
- שמאָלערע שטראַלברייט
- קאָנטראָלירטע זייטלאָבעס
- געוואונטשענע פּאָלאַריזאַציע
- קאָמפּאַקטע פּלאַנאַרע אַפּערטורן
RF MISO אָפפערט איצטוועווגייד סלאָט אַנטענעסאון געשלאצטע וועיווגייד פּראָדוקטן פֿאַר מייקראַווייוו אַפּליקאַציעס. למשל, זײַן פּראָדוקט פּאָרטפעל כולל 8.6–9.6 GHz און 9–10 GHz געשלאצטע וועיווגייד אַנטענעס מיט לינעאַר פּאָלאַריזאַציע און הויך-געווינס קאָנפיגוראַציעס.
RF MISO ניצט אויך וועיווגייד סלאָט אַרעי אַרכיטעקטורן אין זיין פאָרשונג און אַנטוויקלונג אַרבעט, אַרייַנגערעכנט X-באַנד אַרעי דיזיינז.
8. מעלות פון סלאָט אַנטענעס
סלאָט אַנטענעס פאָרשלאָגן עטלעכע פּראַקטישע מעלות:
נידעריק-פּראָפיל אינטעגראַציע
סלאָץ קענען געשאַפן ווערן גלייך אין קאַנדאַקטיוו פּאַנאַלז אָדער כוואַליעפירער ווענט.
גוטע מעכאנישע אינטעגראַציע
די שטראַלנדיקע סטרוקטור דאַרף נישט שטענדיק אַן אַרויסשטעקנדיקן אויסערלעכן עלעמענט.
פּאַסיק פֿאַר אַנטענע אַררייז
קייפל סלאָץ קענען זיין עפֿעקטיוו קאַמביינד אין פּלאַנאַר אָדער כוואַליעגייד-געפֿיטערט אַררעיס.
פלעקסיבלע שטראַל פּלאַן
סלאָט אָרדענונג און עקסייטיישאַן קענען זיין אָפּטימיזעד פֿאַר פאַרשידענע געווינס און ראַדיאַציע רעקווירעמענץ.
קאָמפּאַטיביליטי מיט וועיווגייד סיסטעמען
ביי מייקראַווייוו און מילימעטער-כוואַליע פרעקווענצן, קענען סלאָץ ווערן גלייך אינטעגרירט מיט נידעריק-פאַרלוסט כוואַליעגייד פידינג סטראַקטשערז.
9. לימיטאַציעס און פּלאַן באַטראַכטונגען
סלאָט אַנטענעס אויך אַרייַנציען עטלעכע אינזשעניריע טשאַלאַנדזשיז.
איין סלאָט קען צושטעלן באגרענעצטע געווינס און רעלאַטיוו ברייטע ראַדיאַציע. דערגרייכן העכערע דירעקטיוויטי פארלאנגט טיפּיש אַן אַרעי סטרוקטור.
פאָרשטעלונג קען אויך זיין שפּירעוודיק צו:
- שפּעלץ מאַשינינג אַקיעראַסי
- ערד-פלאַך דימענסיעס
- וועווגייד טאָלעראַנסעס
- שפּאַלט-צו-שפּאַלט אָפּשטאַנד
- פיטערונג פאַזע
- ייבערפלאַך קוואַליטעט
- סטרוקטורעלע אויסריכטונג
ביי הויכע מייקראַוועוו און מילימעטער-כוואַליע פרעקווענצן, קענען קליינע מעכאַנישע טעותים רעפּרעזענטירן אַ באַטייטיקן בראָכצאָל פון דער כוואַליע-לענג. פּראָדוקציע פּרעציזיע ווערט דעריבער אַלץ וויכטיקער.
דער אריגינעלער ארטיקל ליסטירט העכערע קראָס-פּאָלאַריזאַציע און נידעריקערע ראַדיאַציע עפעקטיווקייט ווי אַלגעמיינע חסרונות. אין פּראַקטיק, די קעראַקטעריסטיקס זענען שטאַרק דיזיין-אָפּהענגיק און זאָלן נישט באַהאַנדלט ווערן ווי אַנאַוווידאַבאַל אייגנשאַפטן פון יעדער סלאָט אַנטענע אָדער סלאָט אַרעי.
10. אַפּליקאַציעס פון שפּאַלט אַנטענעס
סלאָט אַנטענעס און סלאַטיד כוואַליעגייד אַררייז זענען וויידלי געניצט אין RF און מייקראַווייוו סיסטעמען, אַרייַנגערעכנט:
- ראַדאַר סיסטעמען
- מייקראַוועוו קאָמוניקאַציע
- אַנטענע אַרעי
- נאַוויגאַציע סיסטעמען
- RF מעסטונג
- סענסינג סיסטעמען
- סאַטעליט און לופטפארט פּלאַטפאָרמעס
- וועווגייד-געפֿיטערטע אַנטענע סיסטעמען
די ארגינעלע רעפערענץ אונטערשטרייכט באַזונדערס ראַדאַר נאַוויגאַציע און כוואַליעגייד-געפֿיטערטע אַררעיס ווי געוויינטלעכע סלאָט אַנטענע אַפּלאַקיישאַנז.
פֿאַר הויך-דיירעקטיוויטי מייקראַווייוו סיסטעמען, סלאַטיד כוואַליעגייד אַררייז צושטעלן אַ פּראַקטיש קאָמבינאַציע פוןפּלאַנאַרע געאָמעטריע, כוואַליעגייד פידינג, קאָנטראָלירטע ראַדיאַציע פּאַטערנז, און אַרעי סקאַלאַביליטי.
מסקנא
א שפּאַלט אַנטענע קאָנווערטירט עלעקטראָמאַגנעטישע ענערגיע אין פריי-פּלאַץ ראַדיאַציע דורך אַן עפענונג געשאפן אין אַ קאַנדאַקטיוו ייבערפלאַך.
כאָטש איר גרונט־געאמעטריע איז פּשוט, איז די עלעקטראָמאַגנעטישע נאַטור פֿון אַ שפּאַלט שטאַרק אָפּהענגיק פֿון אירע דימענסיעס, אָריענטאַציע, אויפֿרעגונג און אַרומיקע סטרוקטור.
באַבינעט'ס פּרינציפּ גיט אַ נוצלעכע טעאָרעטישע פֿאַרבינדונג צווישן שפּאַלט אַנטענעס און קאָמפּלעמענטאַרע דיפּאָל סטרוקטורן, וואָס העלפֿט אינזשענירן פֿאַרשטיין זייער פּאָלאַריזאַציע און ראַדיאַציע כאַראַקטעריסטיקס.
אין פּראַקטישער מייקראַוועוו אינזשעניריע ווערט דער סלאָט קאָנצעפּט ספּעציעל שטאַרק ווען עס ווערט קאָמבינירט מיט וועיווגייד טעכנאָלאָגיע. קייפל סלאָטס קענען ווערן אינטעגרירט איןסלאַטיד כוואַליעגייד אַנטענע אַררייז, וואָס ערמעגליכט העכערע געווינס, קאָנטראָלירטע שטראַלברייט, און קאָמפּאַקטע פּלאַנאַר אַנטענע אַרכיטעקטורן פֿאַר ראַדאַר, קאָמוניקאַציע, מעסטונג, און סענסינג סיסטעמען.
פּאָסט צייט: 28סטן אויגוסט, 2026
