Rozširovanie trychtýřovej antény je postupné rozširovanie vlnovodu od jeho hrdla k väčšiemu vyžarovaciemu otvoru.Tento prechod umožňuje riadenému elektromagnetickému poľu šíriť sa skôr, ako dosiahne voľný priestor, čo pomáha anténe dosiahnuť užitočné prispôsobenie impedancie, smerovosť a riadenie lúča.
Čo znamená rozšírenie trúbkovej antény?
Jednoduchý vlnovod s otvoreným koncom môže vyžarovať, ale ostrá hranica medzi vlnovodom a voľným priestorom spôsobuje odraz a obmedzuje efektívnu vyžarovaciu apertúru. Rozšírená trubica mení prierez vlnovodu postupne, a nie náhle.
Ako pole prechádza cez erupciu, rozširuje sa cez väčšiu apertúru. Veľkosť apertúry a fázové rozloženie potom určujú dôležité charakteristiky, ako je zisk, šírka lúča, bočné laloky a účinnosť žiarenia. Erupcia znižuje závažnosť prechodu, ale neodstraňuje odraz ani nezaručuje dokonalú zhodu.
Prečo je dôležitá rozšírená trúbková anténa
Prispôsobenie impedancie a VSWR
Postupný prechod vo všeobecnosti znižuje nesúlad medzi riadeným módom a voľným priestorom. Presný výsledok závisí od profilu trychtýra, dĺžky, apertúry a rozmerov vlnovodu, takže PSV je potrebné overiť v celom zamýšľanom frekvenčnom pásme.
Zisk a efektívna clona
Rozšírenie vytvára väčšiu efektívnu vyžarovaciu apertúru. Keď má pole apertúry vhodné amplitúdové a fázové rozloženie, viac energie sa koncentruje v smere dopredu a zisk antény sa zvyšuje. Zisk nie je určený iba uhlom rozšírenia.
Šírka lúča a vyžarovací diagram
Väčšia elektrická apertúra zvyčajne vytvára užší hlavný lúč. Rozmery rozšírenia v rovine E a rovine H je možné v pyramídovom rohu zvoliť nezávisle, čo umožňuje konštruktérom tvarovať lúč v každej hlavnej rovine.
Fázová chyba clony
Pole nedosahuje každý bod clony s presne rovnakou fázou. Ak je trúba príliš krátka vzhľadom na veľkosť clony, fázová variácia sa môže zvýšiť, čo znižuje účinnosť clony a ovplyvňuje hlavný lúč a bočné laloky.
Ako spolupracujú uhol odlesku, veľkosť clony a dĺžka trúby
Neexistuje univerzálny najlepší uhol rozšírenia pre každú trychtýrovú anténu. Optimálna geometria závisí od frekvencie, módu vlnovodu, zisku cieľa, šírky lúča, šírky pásma, povolenej veľkosti a požiadaviek na vyžarovací diagram.
- Širší uhol odleskumôže vytvoriť väčšiu apertúru v kratšej štruktúre, ale nadmerne krátka trychtýrová trubica môže spôsobiť väčšiu fázovú chybu apertúry.
- Menší uhol odleskuvo všeobecnosti vyžaduje dlhší zvukovod pre rovnakú veľkosť otvoru, čím sa zvyšuje mechanická dĺžka a zároveň sa podporuje postupnejší prechod.
- Väčšia clonamôže podporovať vyššiu smerovosť a užší lúč za predpokladu, že fázové a amplitúdové rozloženie zostane dobre kontrolované.
Bežné geometrie rozšírených rohov
- Sektorový klaksón v rovine E:rozšírené prevažne v rovine elektrického poľa.
- Sektorový klaksón v rovine H:rozšírené prevažne v rovine magnetického poľa.
- Pyramídový roh:rozšírené v oboch hlavných rovinách a bežne používané pre aplikácie so štandardným zosilnením.
- Kužeľový roh:vytvorený z kruhového vlnovodu a roztiahnutý smerom ku kruhovému otvoru.
Praktické aspekty dizajnu
Inžinieri hodnotia geometriu rozšírenia spolu s prevádzkovou frekvenciou, rozmermi vlnovodu, ziskom, šírkou lúča 3 dB, PSV, úrovňou bočných lalokov, polarizáciou a mechanickými obmedzeniami. Pri milimetrových vlnových frekvenciách je presnosť obrábania, kvalita povrchu a zarovnanie prírub čoraz dôležitejšia, pretože malé rozmerové chyby predstavujú väčší zlomok vlnovej dĺžky.
Súvisiace antény a komponenty vlnovodov pre pásmo 15–22 GHz
Nižšie uvedené produkty ilustrujú niekoľko RF komponentov dostupných v rozsahu 15 – 22 GHz. Pre rozšírený štandardný zosilňovač v tomto pásme pozri RM-SGHA51-25.
RM-WPA51-7(15 – 22 GHz)
RM-DCWPA1722-10(17 – 22 GHz)
RM-SGHA51-25(14,5 – 22 GHz)
RM-WCA51(15 – 22 GHz)
Kde sa používajú rozšírené trúbkové antény
- Systémy na meranie a kalibráciu antén
- Systémy na vysielanie a prijímanie radarov
- Napájanie satelitov a reflektorových antén
- Laboratórne testovanie EMC a mikrovlnných zariadení
- Mikrovlnné a milimetrové vlnové komunikačné spojenia
Často kladené otázky
Zvyšuje väčší uhol rozšírenia vždy zisk?
Nie. Väčší uhol rozšírenia môže zväčšiť veľkosť clony pri pevnej dĺžke trúby, ale nadmerná fázová chyba môže znížiť účinnosť clony. Zisk závisí od celkovej geometrie a rozloženia poľa.
Aký je najlepší uhol sklonu trychtýřovej antény?
Neexistuje jediná najlepšia hodnota. Konštruktéri vyberajú uhol spolu s rozmermi clony a dĺžkou trúby, aby splnili požiadavky na frekvenciu, zisk, šírku lúča, PSV a veľkosť.
Eliminuje odlesky?
Nie. Rozširovanie poskytuje postupnejší prechod z vlnovodu do voľného priestoru a môže znížiť odraz, ale konečná zhoda stále závisí od celkového návrhu.
Výber trúbkovej antény
Dodávky RF MISOriešenia trychtýrových anténpre mikrovlnné a milimetrové vlnové aplikácie. Pre možnosť štandardného zosilnenia 14,5 – 22 GHz si pozriteRM-SGHA51-25Pre širší prehľad pozriTrúbková anténa: princíp činnosti, typy, vyžarovacie charakteristiky a aplikácie.
Potrebujete pomôcť s výberom geometrie odleskov, frekvenčného rozsahu, zosilnenia alebo rozhrania?Kontaktujte RF MISOprediskutovať vaše požiadavky na meranie alebo systémovú integráciu.
Ak sa chcete dozvedieť viac o anténach, navštívte stránku:
Čas uverejnenia: 17. apríla 2025
