Obwohl ich Wellenleiter-Schlitzantennen studiere und die Beispiele, die ich geben werde, sich auf dieses Thema beziehen, deckt meine Frage ein breiteres Themenspektrum ab.
Ein paar Sachen sind mir schon bekannt:
Abgesehen von frequenzunabhängigen Antennen, die theoretisch eine unendliche Bandbreite haben, was macht das Band einer Antenne oder eines anderen HF-/Mikrowellengeräts breiter als andere? Wie sollte man vorgehen, wenn ein Breitbanddesign erforderlich ist?
Insbesondere habe ich mich gefragt, warum der H-förmige Schlitz oder der U-förmige Schlitz ein breiteres Band haben als beispielsweise ein rechteckiger Schlitz mit denselben Abmessungen (auch wenn es nicht sofort möglich ist, die Abmessungen dieser Schlitze zu vergleichen, könnten wir Bereich einnehmen).
Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass es Unterschiede zwischen dem Ersatzschaltbild und den äquivalenten parasitären Elementen der beiden Designs gibt.
Eine andere Erklärung könnte sein, dass das elektromagnetische Feld sowohl im H-förmigen Schlitz als auch im U-förmigen Schlitz mehr Freiheitsgrade hat als im rechteckigen Schlitz. Sie können sich daher bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich "anpassen" und haben eine größere Bandbreite zur Folge.
Letzteres erscheint mir besser. Es ist jedoch nicht so, dass Sie durch das Hinzufügen von Freiheitsgraden immer eine größere Bandbreite erhalten ...
Ganz allgemein gesagt ist es das Q der Antenne (wenn sie als Resonanzelement angesehen wird), das sie mehr oder weniger breitbandig macht. Je höher das Q, desto "effizienter" überträgt es Energie, aber desto geringer ist seine Bandbreite. Aber es gibt viele Faktoren, die dieses einfache Modell verwirren. Zum einen berücksichtigt es keine Verluste in der Antenne (z. B. aufgrund einer hohen Epsilon-Belastung, um sie kompakter zu machen) oder wie effizient sie tatsächlich an Luft koppeln kann. So baut man beispielsweise eine Drahtantenne, indem man einen LC-Tank verwendet, um den Draht bei der gewünschten Frequenz in Resonanz zu bringen. Sie können den Draht kürzen und durch Einstellen des LC-Tanks können Sie ihn immer noch resonant halten. Aber je kürzer der Draht ist, desto weniger Kopplung erhalten Sie in die Luft. Leider gibt es keine Faustregel, welche Antennentypen besser sind als andere. Sie müssen die verschiedenen Designs tatsächlich ausprobieren (oder simulieren), um zu wissen, welches Ihren Anforderungen besser entspricht. Wenn Sie viele solcher Experimente/Simulationen gemacht haben, bekommen Sie eine Art Gefühl, was funktionieren könnte und was nicht funktionieren könnte. Aber am Ende ist es nur eine Vermutung und man muss es trotzdem versuchen... und man bekommt oft interessante Ergebnisse, die man nicht erwartet hätte.
Elia
Attila Kinali