Dalam bidang teknologi komunikasi, antena slotted waveguide (SWA) adalah salah satu jenis antena yang paling umum digunakan. Namun, sebelum kita membahas karakteristik SWA, mari kita lihat terlebih dahulu bagaimana cara membuat SWA.

Gambaran Umum

Antena SWA seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1 berikut:

Gambar 1. Geometri Antena Slotted Waveguide

Bagian depan (wajah terbuka di plane x-z dengan y=0) adalah tempat antena difed. Bagian belakang biasanya disingkat (terkunci dalam logam). Jalur waveguide dapat diexcit oleh dipole pendek (seperti yang dilihat pada antenna cavity-backed slot) atau oleh jalur waveguide lain.

Model Sirkuit

Sebelum kita membahas pilihan ukuran, mari kita lihat terlebih dahulu model sirkuitnya. Jalur waveguide sendiri berperan sebagai garis transmisi, dan celah-celah di dalam jalur dapat dilihat sebagai impedansi parallel (shunt). Bagian akhir jalur waveguide disingkat, sehingga model sirkuit kasar dari Gambar 1 adalah:

Gambar 2. Model Sirkuit Antena Slotted Waveguide

Celah terakhir jaraknya d dengan bagian belakang (yang disingkat, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2), dan elemen slot berjarak L dari satu sama lain.

Pemilihan Ukuran

Sebelum kita membahas pemilihan ukuran, mari kita lihat terlebih dahulu tentang panjang guide-wavelength (λg). λg adalah fungsi lebar jalur waveguide (a) dan panjang gelombang bebas. Untuk mode TE01 dominan, λg diberikan oleh:

Untuk memahami karakteristik SWA, mari kita lihat terlebih dahulu bagaimana cara menghitung impedansi inputnya.

Karakteristik SWA

SWA memiliki beberapa karakteristik yang penting dalam aplikasinya. Salah satu contohnya adalah impedance inputnya, yang dapat dihitung menggunakan model sirkuit. Jika parameter L dipilih menjadi sepanjang λg/2, maka impedansi input Z Ohms dilihat sejauh λg/2 adalah Z Ohms. Dengan demikian, L dirancang untuk menjadi sepanjang λg/2 dengan alasan ini. Jika SWA dirancang dalam cara ini, maka semua celah dapat dilihat sebagai berada dalam parallel. Oleh karena itu, impedansi input dan admittance input untuk array slotted waveguide N elemen dapat dihitung dengan cepat:

Impedansi input jalur waveguide adalah fungsi impedansi slot.

Karakteristik Frekuensi

SWA dirancang untuk bekerja pada satu frekuensi tertentu. Namun, jika frekuensi berbeda dari yang direncanakan, performanya akan terpengaruh. Untuk memberikan ide tentang karakteristik frekuensi SWA, mari kita lihat contoh pengukuran S11 sebagai fungsi frekuensi.

SWA dirancang untuk bekerja pada 10 GHz. Difed dengan feed koaksial di bagian bawah, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 4 berikut:

Gambar 4. Antena Slotted Waveguide difed dengan Feed Koaxial

Grafik S-parameter yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Karakteristik SWA ini menunjukkan bahwa antena memiliki penurunan besar pada S11 sekitar 10 GHz, yang menunjukkan bahwa sebagian besar energi dipancarkan pada frekuensi ini. Lebar bandwidth antena (jika dianggap sebagai tempat S11 kurang dari -6 dB) adalah sekitar 9.7-10.5 GHz, dengan Fractional Bandwidth sebesar 8%. Terdapat juga resonansi pada sekitar 6.7 dan 9.2 GHz. Di bawah 6.5 GHz, jalur waveguide berada di bawah frekuensi batas (cutoff frequency) dan tidak banyak energi dipancarkan.

Polariasi Radiasi

Polariasi radiasi SWA adalah sebagai berikut:

SWA memiliki beamwidth yang sangat sempit di plane x-z (h-plane), sekitar 2-5 derajat. Di plane y-z (e-plane), beamwidth lebih besar. Mendapatkan beam yang lebih telapak menggunakan SWA dibahas pada bagian selanjutnya.

Dengan demikian, karakteristik SWA telah kita lihat. Namun, untuk mendapatkan performa yang lebih baik, perlu dilakukan pengoptimalan terhadap parameter SWA.