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3.2 SIW-Antenne A
weshalb sowohl die TE 10 - als auch die TE 01 -Welle ausbreitungsfähig sind, hier dargestellt durch
die beiden Tore 2 und 3. Da die Abmessungen nicht exakt quadratisch sind - a eff = 3, 23 mm und
b = 3, 14 mm (Innenmaße) - ergeben sich leicht unterschiedliche Grenzfrequenzen von 25,29 GHz
und 25,69 GHz für die Tore 2 und 3.
Das Septum des Polarisators muss so ausgeführt sein, dass ein in Tor 1 oder Tor 4 eingespeistes
Signal in jeweils zwei betragsmäßig gleichgroße Anteile auf die Tore 2 und 3 aufgeteilt wird. Dabei
soll eine Phasendifferenz von 90 ◦ zwischen den Signalen an den Toren 2 und 3 entstehen. In Abbildung
3.5a sind die wesentlichen Streuparameter des Polarisators betragsmäßig dargestellt.
0
96
|S| [dB]
a)
−10
−20
−30
S 11
S 21
S 31
S 41
26 28 30 32 34
Frequenz [GHz]
∠(S 31
)−∠(S 21
) [°]
b)
94
92
90
88
86
26 28 30 32 34
Frequenz [GHz]
Abbildung 3.5: Simulationsergebnis für den Polarisator von SIW-Antenne A nach a) Betrag und b)
Phase.
Die Rückflussdämpfung wie auch die Isolation der Tore 1 und 4 ist besser als 20 dB, und ein in Tor
1 oder 4 eingespeistes Signal wird zu nahezu gleichen Teilen - die Einfügedämpfung liegt zwischen
3,27 dB und 3,23 dB im interessierenden Frequenzbereich - auf die Tore 2 und 3 verteilt. Die Phasendifferenz,
zu sehen in Abbildung 3.5b, ist über einen weiten Frequenzbereich nahe am idealen
Wert von 90 ◦ . Ein in Tor 4 eingespeistes Signal erzeugt eine negative Phasendifferenz, also ungefähr
-90 ◦ .
Man kann das Septum des Polarisators anstatt gestuft auch gerade [171] oder kurvenförmig ausführen,
die Ergebnisse aus den Simulationen zeigen allerdings, dass die gestufte Form insgesamt die
besten Eigenschaften aufweist.
3.2.3 Anpassung an den Freiraum
Ein mit Luft gefüllter offener Hohlleiter ist, je nach Aperturgröße, mit 12 dB bis 13 dB an den Freiraum
angepasst. Bei gefüllten Hohlleitern sinkt die Anpassung mit steigender DK des Füllmaterials.
Dies gilt auch für SIW, weshalb eine SIW-Antenne mit einer für die Anpassung an den Freiraum
zuständigen Komponente erweitert werden muss. In [166] wird diese Anpassung durch eine Verjüngung
der SIW-Dimension a (induktiver Einfluss) in Kombination mit einem blind via (kapazitiver
Einfluss) erreicht. Diese Methode funktioniert sehr gut, hat allerdings zwei Nachteile. Zum einen
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