آنتن شکافی

[بندانگشتی|192x192پیکسل|[هدایت موشک|جستجوگر موشک ضد کشتی خا-۳۵ئی با آنتن شکافدار.]]
یک **آنتن شکافی**  از یک سطح فلزی، معمولاً یک صفحه صاف، با یک یا چند سوراخ یا شکاف‌های بریده شده تشکیل شده است. 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. شکل و اندازه شکاف و همچنین فرکانس راه‌اندازی، الگوی تابش را تعیین می‌کنند. 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. به این **آنتن موجبر شکاف‌دار**  یا **آنتن موجبر شکافی** گفته می‌شود. چندین شکاف به عنوان یک آنتن آرایه‌ای جهت‌دار عمل می‌کنند و می‌توانند یک پرتو باریک به شکل بادبزن از ریزموج‌ها گسیل کنند. آنها در منابع ریزموج آزمایشگاهی استاندارد مورد استفاده برای تحقیقات، آنتن‌های فرستنده تلویزیونی یواِچ‌اِف، آنتن‌های روی موشک‌ها و هواپیماها، آنتن‌های قطاعی برای ایستگاه‌های پایه سلولی و به ویژه آنتن‌های رادار دریایی استفاده می‌شوند. مزایای اصلی آنتن شکافی اندازه، سادگی طراحی و سازگاری مناسب آن با تولید انبوه با استفاده از فناوری موجبر یا بورد رایانه است.

## ساختار
[بندانگشتی|آنتن [پخش همگانی|پخش‌همگانی تلویزیونی یواچ‌اف آرایه‌ای شکافدار]]
همان‌طور که توسط اچ.جی. 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. امواج به صورت خطی عمود بر محور شکاف قطبیده می‌شوند. شکاف‌ها تا طول یک طول‌موج، یک لوب اصلی واحد با حداکثر تابش عمود بر سطح دارند.

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. 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. با هر دو برابر شدن تعداد شیارها. تابش به صورت افقی قطبیده می‌شود. 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. بیشترین کاربرد آن برای آنتن‌های رادار دریایی ریزموج است. 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. 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. مخترعان مشترک، دبلیو اچ واتسون و ای. دبلیو. 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.
راست|بندانگشتی|293x293پیکسل|آنتن موجبر شکاف‌دار برای فرکانس ۲٫۴ گیگاهرتز.

## 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. 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.

## جستارهای وابسته
* تابش‌سنج ریزموج (جونو) (دارای آنتن آرایه‌ای شکافی)
* ریمفاکس (رادار مریخ‌نورد با طراحی آنتن شکافی)

## منابع

## پیوند به بیرون
* 
* آنتن‌های موجبر شکافدار Antenna-Theory.com

رده:آنتن‌های رادیویی
رده:اختراع‌های انگلیسی
رده:اختراع‌های کانادایی
رده:انواع آنتن فرکانس رادیویی
رده:رادار