Aperture antenna များသည် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်၊ မီလီမီတာလှိုင်း၊ ရေဒါ၊ ဆက်သွယ်ရေးနှင့် antenna တိုင်းတာခြင်းစနစ်များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသော အရေးကြီးသော antenna အမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းများတစ်လျှောက် စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းများမှတစ်ဆင့် အဓိကထုတ်လွှင့်သည့် ဝါယာကြိုး antenna များနှင့်မတူဘဲ၊ aperture antenna များသည် အပေါက် သို့မဟုတ် aperture မှတစ်ဆင့် လျှပ်စစ်သံလိုက်စွမ်းအင်ကို ထုတ်လွှတ်သည်။
အဖြစ်များသော ဥပမာတစ်ခုမှာ open-ended waveguide ဖြစ်သည်။ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများသည် waveguide မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားပြီး open end သို့ရောက်ရှိသောအခါ၊ လမ်းညွှန်စွမ်းအင်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုကို free space အတွင်းသို့ ထုတ်လွှတ်သည်။ aperture geometry၊ field distribution နှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဖွဲ့စည်းပုံကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် အင်ဂျင်နီယာများသည် impedance matching၊ directivity၊ gain နှင့် radiation လက္ခဏာများကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်အောင် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။
အဖြစ်များသော aperture အမျိုးအစား အင်တင်နာများတွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-open-ended waveguide antenna များ၊ဟွန်းအင်တင်နာများနှင့် slot အင်တင်နာများမူရင်းကိုးကားဆောင်းပါးတွင်လည်း ဤဖွဲ့စည်းပုံသုံးခုကို aperture antennas အောက်တွင် အုပ်စုဖွဲ့ထားသည်။
၁။ Aperture Antenna ဆိုတာ ဘာလဲ။
အင်တင်နာ အင်ဂျင်နီယာတွင်၊ အပေါက်တစ်ခုကို လမ်းညွှန်ထားသော ဖွဲ့စည်းပုံမှ လျှပ်စစ်သံလိုက်စက်ကွင်းများ လွတ်လပ်သော နေရာသို့ ချိတ်ဆက်သည့် အပေါက်တစ်ခုအဖြစ် သတ်မှတ်နိုင်သည်။
လှိုင်းလမ်းညွှန်ကို လျှပ်စစ်သံလိုက်စွမ်းအင်ကို ကန့်သတ်ပြီး လမ်းညွှန်ရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ လှိုင်းလမ်းညွှန်ကို လျှပ်ကူးနံရံဖြင့် အဆုံးသတ်ပါက စွမ်းအင်သည် ကန့်သတ်ထားဆဲဖြစ်သည် သို့မဟုတ် အဆုံးသတ်အခြေအနေများအရ ထင်ဟပ်သည်။ သို့သော် လှိုင်းလမ်းညွှန်ကို ဖွင့်လိုက်သောအခါ အပေါက်ရှိ လျှပ်စစ်သံလိုက်စက်ကွင်းသည် လွတ်လပ်သောနေရာသို့ ဖြာထွက်နိုင်သည်။
ထို့ကြောင့် အပေါက်သည် လမ်းညွှန်ထားသော လျှပ်စစ်သံလိုက်မုဒ်နှင့် ဖြာထွက်နေသော လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းကြားရှိ အကူးအပြောင်းဒေသအဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။
တကယ့် ရောင်ခြည် ဝိသေသလက္ခဏာများသည် အောက်ပါတို့ အပါအဝင် အချက်များစွာပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်-
- အလင်းပေါက် အတိုင်းအတာနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်
- လည်ပတ်မှု လှိုင်းအလျား
- လှိုင်းလမ်းညွှန်မုဒ်
- လျှပ်စစ်နှင့် သံလိုက်စက်ကွင်း ဖြန့်ဖြူးမှု
- အနားကွပ် သို့မဟုတ် ပတ်လည်ရှိ လျှပ်ကူးဖွဲ့စည်းပုံ
- အပေါက်တွင် impedance ကိုက်ညီမှု
ပွင့်နေသော ထောင့်မှန်စတုဂံ waveguides များအပေါ် သုတေသနပြုချက်များအရ aperture fields နှင့် ပတ်ဝန်းကျင် flange edges များမှ diffraction နှစ်မျိုးလုံးသည် ရလဒ်အနေဖြင့် radiated field ကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်ကြောင်း ပြသထားသည်။
ပုံ ၁။ အပါချာရောင်ခြည်ကို သရုပ်ဖော်ရန်အသုံးပြုသည့် ထောင့်မှန်စတုဂံလှိုင်းလမ်းညွှန်ဖွဲ့စည်းပုံ၏ ဥပမာ။
၂။ အဆုံးမဲ့လှိုင်းလမ်းညွှန်တစ်ခုသည် မည်သို့ဖြာထွက်သနည်း။
ပျံ့နှံ့သွားသော waveguide mode သည် ပွင့်လင်းသော aperture သို့ရောက်ရှိသောအခါ၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်နယ်နိမိတ်အခြေအနေများသည် ရုတ်တရက်ပြောင်းလဲသွားသည်။ လျှပ်ကူးနံရံများကြောင့် စက်ကွင်းများသည် လုံးဝကန့်သတ်ခံရတော့မည်မဟုတ်ဘဲ၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်စွမ်းအင်၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းကို လွတ်လပ်သောနေရာသို့ ဖြာထွက်စေသည်။
တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ waveguide မှ free space သို့ အကူးအပြောင်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ပြီးပြည့်စုံစွာ ကိုက်ညီမှုမရှိပါ။ ထို့ကြောင့် အချို့သော စွမ်းအင်များသည် waveguide ထဲသို့ ပြန်လည်ထင်ဟပ်နိုင်သည်။
ဒီကြားက ဆက်ဆံရေးရောင်ခြည်နှင့် ရောင်ပြန်ဟပ်မှုaperture antenna ဒီဇိုင်းရဲ့ အရေးကြီးတဲ့ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုပါ။
ရိုးရှင်းသော open-ended waveguide သည် antenna အဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သော်လည်း ၎င်း၏ radiation efficiency၊ impedance match၊ gain နှင့် beam ဝိသေသလက္ခဏာများသည် application တိုင်းအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်မည်မဟုတ်ပါ။ အင်ဂျင်နီယာများသည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော performance ရရှိရန် aperture geometry ကို ပြုပြင်နိုင်သည်။ အရင်းနှီးဆုံး ဥပမာများထဲမှ တစ်ခုမှာဟွန်း အင်တင်နာ၎င်းတွင် waveguide သည် aperture ဆီသို့ တဖြည်းဖြည်း ကျယ်ပြန့်လာသည်။
၃။ Aperture အင်တင်နာများ၏ လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်း
aperture antenna အားလုံးအတွက် တစ်ခုတည်းသော universal operating frequency range မရှိပါ။
waveguide-based aperture antenna ရဲ့ အသုံးပြုနိုင်တဲ့ frequency range ကို အဓိကအားဖြင့် ဆုံးဖြတ်ပါတယ်-waveguide အတိုင်းအတာ၊ waveguide အမျိုးအစား၊ ပံ့ပိုးပေးထားသော ပျံ့နှံ့မှုပုံစံများနှင့် ဖြတ်တောက်မှုကြိမ်နှုန်းများ.
ထို့ကြောင့် မတူညီသော မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်နှင့် မီလီမီတာလှိုင်းကြိမ်နှုန်း band များအတွက် မတူညီသော စံသတ်မှတ်ထားသော waveguide အရွယ်အစားများကို အသုံးပြုကြသည်။
၎င်းသည် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်း RF စနစ်များတွင် အထူးအရေးကြီးပါသည်။ ကြိမ်နှုန်းတိုးလာပြီး လှိုင်းအလျားတိုလာသည်နှင့်အမျှ waveguide နှင့် aperture အတိုင်းအတာများလည်း သေးငယ်လာသောကြောင့် aperture antenna များကို microwave၊ millimeter-wave နှင့် sub-THz စနစ်များတွင်ပင် ထိရောက်စွာအသုံးပြုနိုင်စေပါသည်။
၄။ အပေါက်အင်တင်နာ၏ ရောင်ခြည်ပုံစံ
aperture antenna ရဲ့ radiation pattern ဟာ aperture size, field distribution, operating mode, wavelength နဲ့ aperture ပတ်ဝန်းကျင်ဖွဲ့စည်းပုံတွေပေါ်မှာ အများကြီးမူတည်ပါတယ်။
open-ended waveguide သည် ယေဘုယျအားဖြင့် ကျယ်ပြန့်သော beam ကို ထုတ်လုပ်ပေးသော်လည်း omnidirectional antenna အဖြစ် အလိုအလျောက် မဖော်ပြသင့်ပါ။ ၎င်း၏ E-plane နှင့် H-plane radiation ဝိသေသလက္ခဏာများကို aperture ပေါ်ရှိ electromagnetic field distribution ဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်။
၎င်း၏အနားများမှ ကွဲလွဲနေသော လယ်ကွင်းများသည် စုစုပေါင်း ဖြာထွက်နေသော လယ်ကွင်းတွင် ပါဝင်သောကြောင့် ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ အနားကွပ်သည်လည်း ရလဒ်အနေဖြင့် ရောင်ခြည်ပုံစံကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည်။ ခေတ်သစ် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာလေ့လာမှုများသည် ဝေးလံသောလယ်ကွင်းအပြုအမူကို တွက်ချက်ရာတွင် aperture radiation နှင့် flange-edge diffraction နှစ်မျိုးလုံးကို ရှင်းလင်းစွာ ထည့်သွင်းစဉ်းစားသည်။
ထိရောက်သော aperture အရွယ်အစားကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ပိုမိုမြင့်မားသော directivity နှင့် ပိုမိုကျဉ်းမြောင်းသော main beam ကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် gain မြင့်မားစွာ လိုအပ်သည့်အခါ horn antenna များနှင့် ပိုကြီးသော aperture structure များကို အသုံးများသည့် အကြောင်းရင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။
လမ်းညွှန်မဟုတ်သော ရောင်ခြည်ပုံစံ
၅။ အပေါက်ပါ အင်တင်နာများ၏ အဓိကအမျိုးအစားများ
အဆုံးမဲ့လှိုင်းလမ်းညွှန်အင်တင်နာ
open-ended waveguide သည် အရိုးရှင်းဆုံး aperture radiators များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ ကျစ်လစ်သောဖွဲ့စည်းပုံနှင့် waveguide စနစ်များနှင့် တိုက်ရိုက်လိုက်ဖက်ညီမှုကြောင့် မိုက်ခရိုဝေ့နှင့် မီလီမီတာလှိုင်းဓာတ်ခွဲခန်းများ၊ အင်တင်နာတိုင်းတာမှုများ၊ probes များ၊ feed များနှင့် အခြား RF စနစ်များတွင် အသုံးဝင်စေသည်။
ဟွန်း အင်တင်နာ
horn antenna ကို radiating aperture ဆီသို့ တဖြည်းဖြည်း ကျယ်ပြန့်လာသော waveguide အဖြစ် သတ်မှတ်နိုင်သည်။ ဤတဖြည်းဖြည်း ကူးပြောင်းမှုသည် guided waves မှ free-space radiation သို့ ကူးပြောင်းခြင်းကို တိုးတက်စေပြီး ပိုမိုကောင်းမွန်သော impedance matching၊ higher gain နှင့် ပိုမိုထိန်းချုပ်ထားသော radiation patterns များကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်။
ဟွန်းအင်တင်နာများကို အင်တင်နာတိုင်းတာခြင်း၊ EMC စမ်းသပ်ခြင်း၊ ရေဒါ၊ ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များ၊ ကျွေးစနစ်များနှင့် မီလီမီတာလှိုင်းအသုံးချမှုများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။
အပေါက် အင်တင်နာ
slot အင်တင်နာသည် လျှပ်စစ်သံလိုက်စွမ်းအင်ကို ထုတ်လွှတ်ရန်အတွက် လျှပ်ကူးမျက်နှာပြင်တွင် ဖြတ်တောက်ထားသော အပေါက် သို့မဟုတ် slot ကို အသုံးပြုသည်။ slot geometry၊ excitation နှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဖွဲ့စည်းပုံပေါ် မူတည်၍ slot အင်တင်နာများကို တစ်ခုချင်းစီ အကောင်အထည်ဖော်နိုင်သည် သို့မဟုတ် array များအဖြစ် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။
၎င်းတို့ကို low-profile structures၊ integration သို့မဟုတ် array configurations လိုအပ်သည့် microwave systems များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။
၆။ RF နှင့် မိုက်ခရိုဝေ့အင်ဂျင်နီယာတွင် Aperture အင်တင်နာများ
aperture antenna များသည် waveguide transmission structures များနှင့် သဘာဝအတိုင်း ပေါင်းစပ်ထားသောကြောင့်၊ ၎င်းတို့သည် microwave နှင့် millimeter-wave frequency များတွင် အထူးအရေးကြီးပါသည်။
ပုံမှန်အသုံးချမှုများတွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-
- အင်တင်နာ အမြတ်နှင့် ရောင်ခြည်ပုံစံ တိုင်းတာခြင်း
- EMC နှင့် EMI စမ်းသပ်ခြင်း
- ရေဒါစနစ်များ
- မိုက်ခရိုဝေ့နှင့် မီလီမီတာလှိုင်း ဆက်သွယ်ရေး
- အင်တင်နာ ကျွေးစနစ်များ
- RF ဓာတ်ခွဲခန်းတိုင်းတာခြင်း
- ဦးတည်ချက်ထုတ်လွှင့်ခြင်းနှင့်လက်ခံခြင်း
- စမ်းသပ်ခြင်းနှင့် ချိန်ညှိခြင်းစနစ်များ
အင်တင်နာအင်ဂျင်နီယာများအတွက် သင့်လျော်သော aperture အင်တင်နာကို ရွေးချယ်ခြင်းသည် frequency ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရုံထက် ပိုမိုလိုအပ်သည်။ gain၊ beamwidth၊ polarization၊ VSWR၊ waveguide size၊ flange type၊ power handling နှင့် mechanical dimensions ကဲ့သို့သော parameters များအားလုံးသည် system performance ကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည်။
နိဂုံးချုပ်
Aperture antenna များသည် လမ်းညွှန်ထားသော လျှပ်စစ်သံလိုက်စွမ်းအင်ကို free-space radiation အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲရန် ထိရောက်သောနည်းလမ်းတစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးပြီး ၎င်းတို့ကို မိုက်ခရိုဝေ့နှင့် မီလီမီတာလှိုင်းအင်ဂျင်နီယာတွင် အခြေခံ antenna အမျိုးအစားတစ်ခု ဖြစ်စေသည်။
ရိုးရှင်းသော open-ended waveguides များမှသည် optimized horn နှင့် slot structures များအထိ၊ aperture antennas များကို gain၊ beamwidth၊ polarization၊ frequency range နှင့် system integration လိုအပ်ချက်များ၏ ပေါင်းစပ်မှုအမျိုးမျိုးအတွက် ဒီဇိုင်းထုတ်နိုင်သည်။
ထို့ကြောင့် RF စမ်းသပ်ခြင်း၊ ဆက်သွယ်ရေး၊ ရေဒါနှင့် တိုင်းတာခြင်းစနစ်များအတွက် အင်တင်နာများကို ရွေးချယ်ခြင်း သို့မဟုတ် ဒီဇိုင်းဆွဲသည့်အခါ အပါချာအရွယ်အစား၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်စက်ကွင်းဖြန့်ဖြူးမှု၊ လှိုင်းလမ်းညွှန်မုဒ်များနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဖွဲ့စည်းပုံများသည် ရောင်ခြည်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်သည်ကို နားလည်ခြင်းသည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၆ ခုနှစ်၊ သြဂုတ်လ ၁၄ ရက်
