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Das Geheimnis der Leckwellenantenne lüften: Warum kann sie in jedem Winkel stark gerichtete Strahlen aussenden?
In drahtlosen Kommunikations- und Radarsystemen wirkt sich die Leistung der Antenne direkt auf die Qualität und die effektive Reichweite des Signals aus. Unter vielen Antennentypen erfreut sich die Leckwellenantenne (LWA) aufgrund ihrer einzigartigen Emissionseigenschaften großer Beliebtheit. Diese Art von Antenne kann stark gerichtete Signalstrahlen in verschiedenen festgelegten Winkeln senden und weist während des Übertragungsprozesses niedrige Seitenwellenpegel auf.
Was ist eine Leckwellenantenne?
Die Leckwellenantenne ist eine Art Wellenausbreitungsantenne, die als Hauptstrahlungsmechanismus Wanderwellen nutzt, die in einer geführten Wellenstruktur erzeugt werden. Je nach Wellengeschwindigkeit können Leckwellenantennen in zwei Typen unterteilt werden: gleichmäßige und periodische. Ihr Hauptunterschied liegt im Design der Wellenleiterstruktur. Der Querschnitt einer gleichmäßigen Leckwellenantenne bleibt über die gesamte Länge konstant, während eine periodische Leckwellenantenne moduliert wird, um langsame und schnelle Wellen zu unterstützen, und die Strahlung aus Diskontinuitäten in der Struktur stammt.
Gleichmäßige Leckwellenantenne
Eine gleichmäßige Leckwellenantenne bezieht sich im Allgemeinen auf eine offene Wellenleiterstruktur, die über ihre Länge gleichmäßig ist. Durch diese Struktur können geführte Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen abstrahlen. Die Strahlungswellenlänge und die Amplitudenverteilung dieser Antenne können durch Anpassen der Geometrie der Struktur gesteuert werden.
Die Richtwirkung der einheitlichen Struktur hängt eng mit der Wellenlänge und der vorgesehenen Öffnungsweite zusammen. Durch diese Designänderung kann die Antenne an unterschiedliche Anwendungsanforderungen angepasst werden.
Periodische Leckwellenantenne
Periodische Leckwellenantennen unterstützen langsame Wellen durch eine periodisch modulierte, gleichmäßige Struktur, sodass sie von Diskontinuitäten ausstrahlen können. Die Flexibilität dieser Struktur ermöglicht eine Anpassung an die tatsächlichen Anforderungen, um eine Mehrwinkelabstrahlung zu erreichen.
Strahlungseigenschaften einer Leckwellenantenne
Die Strahlungseigenschaften von Leckwellenantennen hängen eng mit der Phasenkonstante und der Dämpfungskonstante der Welle zusammen. Bei richtiger Konstruktion können diese Antennen einen Winkelbereich von 0 bis 90 Grad abtasten und in verschiedenen Umgebungen eine stabile Strahlungsleistung bieten.
Da sich die Leckeffizienz von Wellen im Laufe der Zeit ändert, ist es notwendig, den Einfluss verschiedener Strukturen auf das Strahlungsmuster während des Entwurfs effektiv abzuschätzen, was zweifellos die Anwendungsflexibilität von Leckwellenantennen erhöht.
Bewerbungshistorie und Zukunftsaussichten
Die Anwendung von Leckwellenantennen weitet sich rasch auf andere Bereiche aus, beispielsweise auf autonome Fahrzeuge, Drohnen und 5G-Kommunikationssysteme. In diesen Bereichen sind eine hohe Richtwirkung, geringe Seitenwellen und ein guter Frequenzgang wesentliche Leistungsindikatoren. Forscher arbeiten derzeit daran, die Leistung dieser Antennen zu verbessern, um künftigen Technologieanforderungen gerecht zu werden.
Schlussfolgerung
Leckwellenantennen sind eine aufstrebende Antennentechnologie und weisen nicht nur hervorragende Strahlungsleistungen auf, sondern verfügen auch über ein großes Anwendungspotenzial. Welche Rolle wird diese hochgerichtete Antenne angesichts der fortschreitenden Technologie in zukünftigen Kommunikations- und Radarsystemen spielen?
