Keterlibatan teknologi militer dalam kemajuan teknologi adalah hal yang umum. Dalam kasus ini, karena slot antenna memiliki potensi untuk meningkatkan kinerja sistem radar, maka perang dunia memainkan peran penting dalam perkembangan teknologi slot antenna.
Teknologi antenna slot telah lama dikaitkan dengan frekuensi relatif tinggi, tetapi pada awalnya, "relatively high" dapat berarti ratusan megahertz, dan antenna yang dioptimalkan untuk frekuensi tersebut relative besar. Tipe antenna ini lebih spesifik dikenal sebagai slotted waveguide antennas (SWAs), yaitu ketika objek konduktif yang lebih besar digunakan sebagai jalur gelombang, dan lubang-lubang pada objek tersebut, berukuran sesuai dengan panjang gelombang, sangat mempengaruhi bagaimana struktur overall akan menyebar (Gambar 1).
Gambar 1. Versi prototype aluminium SWA yang ditujukan untuk digunakan sebagai pakaian terbuat dari kain konduktif. Gambar ini disediakan dengan izin oleh Mikulić et al.
SWAs masih digunakan dalam sistem radar marin dan udara, menawarkan performa baik relatif terhadap biaya dan kompleksitas.
Seiring berjalannya abad ke-20, ilmuwan dan insinyur secara bertahap mengumpulkan pengetahuan yang signifikan tentang desain, analisis, dan implementasi teknologi antenna slot. Dalam artikel ini, kita lebih tertarik pada teknologi antenna slot sebagai bagian dari perangkat elektronik miniatur kecil dengan daya rendah.
Karakteristik Utama Antenna Slot
Antenna slot umum digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi. SWAs awal dipakai dalam sistem radar yang beroperasi pada frekuensi microwave rendah, dan penelitian terkini yang melibatkan antenna slot ini mengeksplor aplikasinya di atas 100 GHz. Antenna wearable yang disebutkan di atas dirancang untuk komunikasi wireless IoT-style di band ISM (industri, ilmiah, dan medis) 5.8 GHz, dan tampaknya ada minat signifikan pada antenna slot untuk desain 5G millimeter-wave.
Kinerja antenna slot tergantung pada berbagai faktor, seperti geometri dan apakah lubang memiliki ruang belakang. Secara umum, antenna slot menarik karena dapat menawarkan:
- Lebar bandwidth
- Efisiensi yang baik
- Kemampuan yang luas
- Biaya rendah
- Proses manufaktur yang mudah
- Form factor profil yang rendah
Bebaya Elektromagnetik Antenna Slot
Antenna slot teoritis sederhana hanya sebagai lubang persegi panjang pada plane konduktif. Jika sinyal RF (frequency radio) diberikan ke sisi-sisi yang berlawanan dari lubang, arus akan mengalir sepanjang tepi, dan struktur tersebut akan menyebar.
Idea tentang ruang hampa bekerja sebagai antenna high-performance adalah logika yang tidak terintuisi, dan Anda mungkin ingin mengingat prinsip Babinet dan kemudian membayangkan antenna slot sebagai "dual" dari konfigurasi antenna dasar yang dikenal sebagai dipole. Perlu diingat, jika Anda tidak familiar dengan antenna dipole, Anda dapat membaca artikel tentangnya dalam artikel yang sangat bagus oleh Mark Hughes.
Prinsip Babinet
Prinsip Babinet sebenarnya berasal dari optik, dan itu berbunyi sebagai berikut:
"Jumlah gelombang yang dihasilkan melalui layar . . . plus gelombang yang dihasilkan melalui layar komplementer, sama seperti jika tidak ada layar."
-Prinsip Babinet untuk Medan Elektromagnetik
Konsep ini kemudian diperluas ke dalam wilayah elektromagnetik oleh Henry Booker, dan ketika prinsip Babinet-Booker digunakan pada antenna slot, itu menunjukkan bahwa kita dapat menciptakan pola konduktif komplementer dan diharapkan memiliki perilaku radiasi yang sama. Gambar 2 menampilkan contoh ini.
Gambar 2
Antenna slot di tengah plane konduktif (a) dan contoh sinyal yang diberikan ke antenna dipole (b). Gambar ini disediakan dengan izin oleh Mikulić et al.
Gambar ini menunjukkan bahwa antenna slot memiliki potensi untuk meningkatkan kinerja sistem radar, serta memiliki aplikasi yang luas dalam berbagai bidang teknologi.