Рупорна антена є однією з широко використовуваних антен із простою структурою, широким діапазоном частот, великою потужністю та високим коефіцієнтом підсилення.Рупорні антеничасто використовуються як фідерні антени у великомасштабній радіоастрономії, супутниковому відстеженні та антенах зв’язку.Крім того, що він служить джерелом живлення для рефлекторів і лінз, він є звичайним елементом у фазованих решітках і служить загальним стандартом для калібрування та вимірювання посилення інших антен.
Рупорна антена формується шляхом поступового розгортання прямокутного хвилеводу або круглого хвилеводу певним чином.Завдяки поступовому розширенню поверхні гирла хвилеводу покращується узгодження між хвилеводом і вільним простором, зменшуючи коефіцієнт відбиття.Для підведеного прямокутного хвилеводу має бути максимально досягнута одномодова передача, тобто передаються лише хвилі TE10.Це не тільки концентрує енергію сигналу та зменшує втрати, але також дозволяє уникнути впливу міжрежимних перешкод і додаткової дисперсії, викликаної кількома режимами..
Відповідно до різних методів розгортання рупорні антени їх можна розділити насекторні рупорні антенипірамідальні рупорні антени,конічні рупорні антени, гофровані рупорні антени, ребристі рупорні антени, багатомодові рупорні антени тощо. Ці звичайні рупорні антени описано нижче.Вступ один за одним
Секторна рупорна антена
Секторна рупорна антена електронного літака
Секторна рупорна антена E-plane складається з прямокутного хвилеводу, відкритого під певним кутом у напрямку електричного поля.
На малюнку нижче показано результати моделювання секторної рупорної антени E-plane.Можна побачити, що ширина променя цієї картини в напрямку E-площини вужча, ніж у напрямку H-площини, що спричинено більшою апертурою E-площини.
Секторна рупорна антена Н-площини
Секторна рупорна антена Н-площини складається з прямокутного хвилеводу, відкритого під певним кутом у напрямку магнітного поля.
На малюнку нижче показано результати моделювання секторної рупорної антени H-площини.Можна побачити, що ширина променя цієї картини в напрямку H-площини вужча, ніж у напрямку E-площини, що спричинено більшою апертурою H-площини.
Продукти секторної рупорної антени RFMISO:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Пірамідальна рупорна антена
Пірамідальна рупорна антена складається з прямокутного хвилеводу, відкритого під певним кутом у двох напрямках одночасно.
На малюнку нижче показано результати моделювання пірамідальної рупорної антени.Його характеристики випромінювання в основному являють собою комбінацію секторних рупорів E-площини та H-площини.
Конічна рупорна антена
Якщо відкритий кінець круглого хвилеводу має форму ріжка, його називають конічною рупорною антеною.Конусна рупорна антена має круглу або еліптичну апертуру над собою.
На малюнку нижче показано результати моделювання конічної рупорної антени.
Конічна рупорна антена RFMISO:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Гофрована рупорна антена
Гофрована рупорна антена — рупорна антена з гофрованою внутрішньою поверхнею.Він має такі переваги, як широка смуга частот, низька крос-поляризація та хороші характеристики симетрії променя, але його структура складна, а складність обробки та висока вартість.
Гофровані рупорні антени можна розділити на два типи: пірамідальні гофровані рупорні антени та конічні гофровані рупорні антени.
Продукти гофрованої рупорної антени RFMISO:
RM-CHA140220-22
Пірамідальна гофрована рупорна антена
Конічна гофрована рупорна антена
На малюнку нижче показано результати моделювання конічної гофрованої рупорної антени.
Ребриста рупорна антена
Коли робоча частота звичайної рупорної антени перевищує 15 ГГц, задня пелюстка починає розділятися, а рівень бічної пелюстки зростає.Додавання гребневої структури до резонатора гучномовця може збільшити смугу пропускання, зменшити опір, збільшити посилення та посилити спрямованість випромінювання.
Ребристі рупорні антени в основному поділяються на рупорні антени з двома ребрами та рупорні антени з чотирма ребрами.Нижче використовується найпоширеніша пірамідальна рупорна антена з двома ребрами як приклад для моделювання.
Подвійна гребенева рупорна антена піраміди
Додавання двох гребневих структур між хвилевідною частиною та частиною отвору рупору є рупорною антеною з подвійним гребнем.Секція хвилеводу ділиться на задню порожнину і гребневий хвилевід.Задня порожнина може фільтрувати моди вищого порядку, що збуджуються у хвилеводі.Гребневий хвилевід зменшує граничну частоту передачі основного режиму, таким чином досягаючи мети розширення смуги частот.
Ребриста рупорна антена менша, ніж звичайна рупорна антена в тому самому діапазоні частот, і має більший коефіцієнт посилення, ніж звичайна рупорна антена в тому самому діапазоні частот.
На малюнку нижче показано результати моделювання пірамідальної рупорної антени з подвійним гребнем.
Багатомодова рупорна антена
У багатьох застосуваннях рупорні антени повинні забезпечувати симетричні діаграми спрямованості в усіх площинах, збіг фазового центру в площинах $E$ і $H$ і придушення бічних пелюсток.
Багаторежимна структура рупора збудження може покращити ефект вирівнювання променя кожної площини та зменшити рівень бічних пелюсток.Однією з найпоширеніших багатомодових рупорних антен є двомодова конічна рупорна антена.
Дворежимна конічна рупорна антена
Двомодовий конічний рупор покращує діаграму площини $E$, вводячи моду вищого порядку TM11, так що її діаграма має аксіально-симетричні вирівняні характеристики променя.На малюнку нижче наведено схематичну діаграму розподілу електричного поля апертури основної моди TE11 і моди вищого порядку TM11 у круглому хвилеводі та його синтезований розподіл апертурного поля.
Конструктивна форма виконання двомодового конічного рупора не є унікальною.Загальні методи реалізації включають ріг Поттера та ріг Пікетта-Поттера.
На малюнку нижче показано результати моделювання двомодової конічної рупорної антени Potter.
Час публікації: 01.03.2024
