موضوع مقاله: آنتن شکافی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آنتن شکافی | مقدمه: یک آنتن شکافی از یک سطح فلزی، معمولاً یک صفحه صاف، با یک یا چند سوراخ یا شکاف‌های بریده شده تشکیل شده است. | ## بخش 1: آنتن شکافی | هنگامی که صفحه به عنوان آنتن توسط جریان فرکانس رادیویی اعمال شده راه‌اندازی می‌شود، شکاف امواج الکترومغناطیسی را به روشی مشابه آنتن دوقطبی تابش می‌کند. آنتن‌های شکافی معمولاً در فرکانس‌های یواِچ‌اِف و ریزموج استفاده می‌شوند که در آنها طول‌موجها به اندازه‌ای کوچک هستند که صفحه و شکاف به راحتی کوچک هستند. در این فرکانس‌ها، امواج رادیویی اغلب توسط یک موجبر هدایت می‌شوند و آنتن از شکاف‌هایی در موجبر تشکیل شده است. چندین شکاف به عنوان یک آنتن آرایه‌ای جهت‌دار عمل می‌کنند و می‌توانند یک پرتو باریک به شکل بادبزن از ریزموج‌ها گسیل کنند. مزایای اصلی آنتن شکافی اندازه، سادگی طراحی و سازگاری مناسب آن با تولید انبوه با استفاده از فناوری موجبر یا بورد رایانه است. بوکر در سال ۱۹۴۶ نشان داده شد، براَساس اصل بابینه در اپتیک، یک شکاف در یک صفحه فلزی یا موجبر، الگوی تابشی مشابه یک آنتن میله‌ای متحرک دارد که میله آن هم شکل شکاف است، با این تفاوت که جهت میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی با هم عوض می‌شود؛ آنتن به جای دوقطبی الکتریکی، یک دوقطبی مغناطیسی است؛ میدان مغناطیسی موازی با محور طولی شکاف و میدان الکتریکی عمود بر آن است؛ بنابراین، الگوی تابش یک شکاف را می‌توان با همان معادلات شناخته شده‌ای که برای آنتن‌های با اجزای میله‌ای مانند دوقطبی استفاده می‌شوند، محاسبه کرد. آنتن‌های متشکل از چندین شکاف موازی در یک موجبر، آنتن‌های آرایه‌ای پرکاربرد هستند. آن‌ها الگوی تابشی مشابه آرایه خطی متناظر آنتن‌های دوقطبی دارند، با این تفاوت که شکاف فقط می‌تواند به فضای یک طرف سطح موجبر، ۱۸۰ درجه از فضای اطراف، تابش کند. | ## بخش 2: آنتن شکافی | دو نوع پرکاربرد وجود دارد: آنتن موجبر طولی شکاف‌دار محور شکاف‌ها موازی با محور موجبر است. این آنتن الگوی تابشی مشابه آنتن دوقطبی هم‌خط دارد و معمولاً به صورت عمودی نصب می‌شود. الگوی تابشی تقریباً در صفحه افقی عمود بر آنتن در آزیموت ۱۸۰ درجه در جلوی شکاف، همه‌سویه است، اما در صفحه عمودی باریک می‌شود و بهره عمودی تقریباً ۳ dB برابر افزایش می‌یابد. از آن برای آنتن‌های فرستنده عمودی همه‌سویه برای ایستگاه‌های تلویزیونی یواِچ‌اِف استفاده می‌شود. برای پخش، گاهی از یک موجبر استوانه‌ای یا نیم‌دایره‌ای با چندین ستون از شیارهای برش خورده در جهات مختلف استفاده می‌شود تا الگوی تابش ۳۶۰ درجه همه‌سویه ایجاد شود. آنتن موجبر شکاف‌دار عرضی شکاف‌ها تقریباً عمود بر محور موجبر هستند اما با زاویه کمی کج شده‌اند و شکاف‌های متناوب با زاویه‌های مخالف کج شده‌اند. این یک الگوی دوقطبی در صفحه عمود بر آنتن و یک پرتو بسیار تیز در صفحه آنتن گسیل می‌کند. آنتن به صورت افقی بر روی یک محرک مکانیکی نصب شده است که آنتن را حول یک محور عمودی می‌چرخاند و پرتو عمودی بادبزنی شکل آنتن را با هر چرخش ۳۶۰ درجه در اطراف سطح آب اطراف کشتی تا افق را اسکن می‌کند. | ## بخش 3: آنتن شکافی | گسترش عمودی پهن پرتو تضمین می‌کند که حتی در هوای بد، هنگامی که کشتی و محور آنتن با زاویه پهن توسط امواج تکان می‌خورند، پرتو رادار از سطح آب منحرف نشود. تاریخچه آنتن شکافی در سال ۱۹۳۸ توسط آلن بلوملین، هنگام کار برای ئی‌ام‌آی، اختراع شد. او آن را به منظور تولید یک نوع آنتن کاربردی برای پخش تلویزیونی وی‌اچ‌اف که دارای قطبش افقی، الگوی تابش افقی همه‌سویه و الگوی تابش عمودی باریک باشد، اختراع کرد. پیش از استفاده از آن در رادار جستجوی سطحی، چنین سیستم‌هایی از یک بازتابگر سهموی یا " آنتن پنیری " استفاده می‌کردند. آنتن موجبر شکاف‌دار نتیجه تحقیقات مشترک رادار بود که توسط دانشگاه مک‌گیل و شورای تحقیقات ملی کانادا در طول جنگ جهانی دوم انجام شد. گوپتیل از مک‌گیل، در سال ۱۹۵۱ حق ثبت اختراع ایالات متحده را برای این دستگاه که به عنوان «آنتن جهت‌دار برای ریزموج» توصیف شده بود، دریافت کردند. سایر کاربردها در یک کاربرد مرتبط، از موجبرهای نشتی نیز در تعیین موقعیت واگن‌های قطار در برخی از کاربردهای حمل و نقل سریع استفاده می‌شود. | ## جمع‌بندی | آن‌ها در درجه اول برای تعیین موقعیت دقیق قطار هنگام توقف در ایستگاه استفاده می‌شوند، به طوری که موقعیت درگاه‌ها به درستی با نقاط صف‌بندی روی سکو یا با مجموعه دوم درهای ایمنی در صورت وجود، هم‌تراز شوند.