Rozšiřování trychtýřové antény je postupné rozpínání vlnovodu od jeho hrdla k větší vyzařovací cloně.Tento přechod umožňuje šíření vedeného elektromagnetického pole předtím, než dosáhne volného prostoru, což pomáhá anténě dosáhnout užitečného impedančního přizpůsobení, směrovosti a řízení paprsku.
Co znamená rozšířená anténa?
Jednoduchý vlnovod s otevřeným koncem může vyzařovat, ale náhlá hranice mezi vlnovodem a volným prostorem způsobuje odraz a omezuje efektivní vyzařovací aperturu. Rozšířená trubka mění průřez vlnovodu postupně, nikoli náhle.
Jak pole prochází erupcí, rozpíná se přes větší aperturu. Velikost apertury a fázové rozložení pak určují důležité charakteristiky, jako je zisk, šířka paprsku, postranní laloky a účinnost záření. Erupce snižuje závažnost přechodu, ale neodstraňuje odraz ani nezaručuje dokonalou shodu.
Proč je důležité rozšíření trychtýřové antény
Impedanční přizpůsobení a VSWR
Postupný přechod obecně snižuje nesoulad mezi vedeným módem a volným prostorem. Přesný výsledek závisí na profilu, délce, apertuře a rozměrech vlnovodu, takže PSV je nutné ověřit v celém zamýšleném frekvenčním pásmu.
Zisk a efektivní clona
Rozšíření vytváří větší efektivní vyzařovací aperturu. Pokud má pole apertury vhodné rozložení amplitudy a fáze, je více energie koncentrováno v dopředném směru a zisk antény se zvyšuje. Zisk není určen pouze úhlem rozšíření.
Šířka paprsku a vyzařovací diagram
Větší elektrická apertura obvykle vytváří užší hlavní paprsek. Rozměry rozšíření v rovině E a rovině H lze u pyramidálního rohu zvolit nezávisle, což umožňuje konstruktérům tvarovat paprsek v každé hlavní rovině.
Fázová chyba clony
Pole nedopadá do každého bodu clony s přesně stejnou fází. Pokud je trychtýř příliš krátký vzhledem k velikosti clony, může se fázová variace zvýšit, což snižuje účinnost clony a ovlivňuje hlavní paprsek a boční laloky.
Jak spolupracují úhel odlesku, velikost clony a délka trychtýře
Neexistuje univerzální nejlepší úhel rozšíření pro každou trychtýřovou anténu. Optimální geometrie závisí na frekvenci, módu vlnovodu, zisku cíle, šířce paprsku, šířce pásma, povolené velikosti a požadavcích na vyzařovací diagram.
- Širší úhel odleskumůže vytvořit větší clonu v kratší struktuře, ale příliš krátký trychtýř může způsobit větší fázovou chybu clony.
- Menší úhel odleskuobecně vyžaduje delší trychtýř pro stejnou velikost otvoru, což zvyšuje mechanickou délku a zároveň podporuje pozvolnější přechod.
- Větší clonamůže podporovat vyšší směrovost a užší paprsek, za předpokladu, že fázové a amplitudové rozložení zůstane dobře kontrolováno.
Běžné geometrie rozšířených rohů
- Sektorová klakson v rovině E:rozšířené hlavně v rovině elektrického pole.
- Sektorová klakson v rovině H:rozšířené hlavně v rovině magnetického pole.
- Pyramidální roh:rozšířené v obou hlavních rovinách a běžně používané pro aplikace se standardním zesílením.
- Kuželový roh:vytvořený z kruhového vlnovodu a roztažený směrem ke kruhovému otvoru.
Praktické konstrukční aspekty
Inženýři vyhodnocují geometrii vlnovodu spolu s provozní frekvencí, rozměry vlnovodu, ziskem, šířkou paprsku 3 dB, PSV, úrovní postranních laloků, polarizací a mechanickými omezeními. U milimetrových vlnových frekvencí je stále důležitější přesnost obrábění, kvalita povrchu a zarovnání přírub, protože malé rozměrové chyby představují větší zlomek vlnové délky.
Související antény a komponenty vlnovodů pro pásmo 15–22 GHz
Níže uvedené produkty ilustrují několik VF komponent dostupných v rozsahu 15–22 GHz. Pro rozšířenou standardní zesilovací trychtýř v tomto pásmu viz RM-SGHA51-25.
Kde se používají rozšířené trychtýřové antény
- Systémy pro měření a kalibraci antén
- Systémy pro vysílání a příjem radaru
- Napájecí signály pro satelity a reflektorové antény
- Laboratorní testy EMC a mikrovlnné trouby
- Mikrovlnné a milimetrové vlnové komunikační spoje
Často kladené otázky
Zvyšuje větší úhel rozšíření vždy zisk?
Ne. Větší úhel rozšířeného záření může zvětšit velikost clony při pevné délce trychtýře, ale nadměrná fázová chyba může snížit účinnost clony. Zisk závisí na celkové geometrii a rozložení pole.
Jaký je nejlepší úhel náklonu pro trychtýřovou anténu?
Neexistuje jediná nejlepší hodnota. Konstruktéři volí úhel spolu s rozměry clony a délkou trychtýře tak, aby splňovaly požadavky na frekvenci, zisk, šířku paprsku, PSV a velikost.
Eliminuje odlesky?
Ne. Rozšiřování umožňuje pozvolnější přechod z vlnovodu do volného prostoru a může snížit odraz, ale konečná shoda stále závisí na celkovém návrhu.
Výběr trychtýřové antény
Dodávky RF MISOřešení trychtýřových anténpro mikrovlnné a milimetrové vlnové aplikace. Pro variantu se standardním ziskem 14,5–22 GHz si prostudujteRM-SGHA51-25Širší přehled viz.Trychtýřová anténa: Princip činnosti, typy, vyzařovací charakteristiky a použití.
Potřebujete pomoc s výběrem geometrie odlesku, frekvenčního rozsahu, zesílení nebo rozhraní?Kontaktujte RF MISOprodiskutovat vaše požadavky na měření nebo systémovou integraci.
Chcete-li se dozvědět více o anténách, navštivte prosím:
Čas zveřejnění: 17. dubna 2025
