تحلیل شکاف نیمدایره ای مورب در دیواره ی باریک موجبر مستطیلی

استفاده از شکاف ایجاد شده روی بدنه ی موجبر مستطیلی به عنوان یک عنصر تشعشع کننده و کاربرد آن در ساخت آنتن های آرایه ای بسیار رایج و متداول است. تاکنون شکاف های متعددی روی دیواره های پهن و باریک موجبر مستطیلی مورد تحقیق و بررسی قرارگرفته اند. در مواردی که لازم است قطبش آنتن شکافی موجبری در امتداد محور موجبر باشد و یا اینکه در طراحی آرایه های صفحه ای لازم باشد فاصله بین شکاف ها را کوچکتر یا مساوی نصف طول موج امواج منتشر شونده در موجبر در نظر بگیریم، بناچار شکافها باید روی دیواره ی باریک موجبر قرار بگیرند. ساده ترین و رایجترین شکافی که در دیواره ی باریک موجبر مستطیلی مورد استفاده قرار می گیرد، شکاف مستطیلی مورب است که به آن شکاف لبه ای نیز می گویند. طول تشدید شکاف لبه ای معمولاً بیش از پهنای دیواره ی باریک موجبر بوده و بریدگی شکاف به دیواره های پهن موجبر نیز امتداد می یابد. این مسأله سبب می شود که ساخت یکپارچه آرایه های صفحه ای دچار مشکل شود. بعلاوه، با عبور مولفه ی میدان عرضی از فاصله بین موجبرها در آرایه صفحه ای، لوب عقبی آرایه بشدت افزایش می یابد. در رساله ی حاضر، با مرور بر کارهای انجام شده در این زمینه، یک شکاف نیمدایره ای مورب در دیواره ی باریک موجبر مستطیلی معرفی و با استفاده از روش تمام موج تحلیل شده است. ابتدا فرض شده است که ضخامت دیواره ی موجبر صفر باشد. معادله ی انتگرالی که از اعمال شرط پیوستگی مولفه های مماسی میدان مغناطیسی در محل شکاف به دست می آید، با به کارگیری روش ممان (mom) حل شده و در نهایت، توزیع میدان الکتریکی مجهول در دهانه ی شکاف محاسبه شده است. سپس اثر ضخامت دیواره ی موجبر با استفاده از روش stub waveguide، لحاظ شده و تحلیل اولیه، تعمیم یافته است. نتایج نشان می دهند که شکاف نیمدایره ای مورب در دیواره ی باریک موجبر مستطیلی را می توان توسط یک مدار ساده شامل ادمیتانس موازی در خط انتقال، مدل سازی نمود. پس از استخراج روابط لازم، مشخصات تشعشعی شکاف از قبیل پارامترهای ماتریس پراکندگی، ادمیتانس معادل شکاف، طول تشدید و کنداکتانس تشدید شکاف بر حسب زاویه ی چرخش شکاف و همچنین پرتوهای تشعشعی در صفحات اصلی e و h محاسبه و ارائه شده اند. ویژگی اصلی شکاف نیمدایره ای مورب این است که درحالت تشدید، به طور کامل در دیواره ی باریک موجبر مستطیلی قرار می گیرد. بعلاوه، شکاف نیمدایره ای مورب در مقایسه با شکاف لبه ای دارای کنداکتانس بیشتر و قطبش متعامد (cross-pol) کمتر است. برای اطمینان از درستی نتایج و تحلیل ارائه شده، نتایج محاسباتی با نتایج حاصل از تحلیل توسط نرم افزار ansoft-hfss10، مقایسه شده اند. علاوه بر این، پس از ساخت نمونه ی آزمایشگاهی و انجام اندازه گیری های لازم، ، نتایج تجربی نیز جهت مقایسه با سایر نتایج، ارائه شده اند.