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Pourquoi les ondes rapides sont-elles si importantes dans les antennes à ondes de fuite ? Découvrez le mystère !
L'antenne à onde de fuite (LWA) est un type important d'antenne à onde progressive. Sa caractéristique est qu'elle utilise une onde rapide sur la structure du guide d'ondes comme mécanisme de rayonnement principal. Cette antenne a la capacité de rayonner en continu et peut atteindre une directivité élevée et des angles de rayonnement flexibles selon sa conception. Mais pourquoi l’onde rapide est-elle un élément si critique dans les antennes à ondes de fuite, et quels mystères inconnus se cachent derrière elle ?
La vitesse de phase des ondes rapides est supérieure à la vitesse de la lumière, ce qui permet aux antennes à ondes de fuite d'ajuster arbitrairement l'angle du faisceau de rayonnement à différentes fréquences.
Principes de base des antennes à ondes rapides et à ondes de fuite
Les ondes rapides des antennes à ondes de fuite ont une vitesse de phase qui dépasse la vitesse de la lumière, ce qui permet à ces ondes de rayonner en continu depuis la structure. Cette propriété de rayonnement peut aider à concevoir des faisceaux de rayonnement avec une forte directivité et de faibles lobes secondaires. Sa constante de phase β contrôle l'angle du faisceau de rayonnement, tandis que la constante d'atténuation α affecte la largeur du faisceau de rayonnement. Cela signifie qu’en ajustant ces paramètres, les ingénieurs peuvent contrôler précisément les performances de l’antenne.
Le nombre d'ondes rayonnées devient complexe dans les structures de guides d'ondes ouverts et peut être calculé à l'aide du principe de phase du moyeu.
Antennes à ondes de fuite uniformes et périodiques
Les antennes à ondes de fuite peuvent être divisées en antennes à ondes de fuite uniformes et en antennes à ondes de fuite périodiques selon le type de structure de guide d'ondes. La section transversale d'une structure homogène est constante sur toute sa longueur, se présentant souvent comme un guide d'ondes uniforme, permettant au rayonnement de se produire. L'antenne à ondes de fuite périodiques permet un rayonnement continu des ondes en effectuant une modulation périodique sur une structure uniforme.
Dans une antenne à ondes de fuite uniformes, le rayonnement provient de l'atténuation des ondes provoquée par les ouvertures, tandis que dans une structure périodique, les harmoniques spatiales qui se comportent différemment permettent au rayonnement d'ondes rapides d'en découler.
Exemples de conception unique
Par exemple, une antenne à ondes de fuite uniforme typique est un guide d'ondes rectangulaire rempli d'air avec des fentes longitudinales dans sa structure, qui non seulement a une forte directivité mais peut également contrôler efficacement la forme du faisceau de rayonnement. De plus, lorsque de nouvelles structures telles que le guide d'ondes diélectrique non radiatif (NRD) ou le guide Gove sont incorporées dans la conception, l'efficacité du rayonnement peut être encore améliorée et la perte peut être réduite.
Dans un guide d'ondes NRD, lorsque l'espacement entre les deux côtés de la plaque métallique est inférieur à λ0/2, toutes les connexions et non-connexions deviennent purement passives et aucun rayonnement n'est généré.
Défis techniques et perspectives d'avenir
Bien que la conception d’antennes à ondes de fuite présente un potentiel considérable, de nombreux défis subsistent encore dans les applications pratiques. Comment ajuster efficacement les différents paramètres de l’antenne pour obtenir des performances optimales est un processus d’exploration continue. Avec le développement rapide des technologies de communication sans fil et radar, la demande d'antennes à ondes de fuite efficaces augmente. La conception d'antennes à ondes de fuite plus efficaces deviendra la direction des efforts des ingénieurs.
Les avancées futures pourraient améliorer considérablement les performances des antennes à ondes de fuite, les rendant plus compatibles avec les exigences de l’électronique moderne.
Conclusion
Les caractéristiques d'ondes rapides des antennes à ondes de fuite ne sont pas seulement la clé de leur efficacité de conception, mais également une force importante favorisant une transmission sans fil efficace. À l’ère des technologies en évolution rapide, une compréhension plus approfondie de ces technologies peut-elle nous conduire vers des objectifs plus ambitieux ?
