Розширення рупорної антени – це поступове розширення хвилеводу від його горла до більшої випромінюючої апертури.Цей перехід дозволяє спрямованому електромагнітному полю поширюватися, перш ніж воно досягне вільного простору, допомагаючи антені досягти корисного узгодження імпедансу, спрямованості та керування променем.
Що означає розширення рупорної антени?
Простий хвилевід з відкритими кінцями може випромінювати, але різка межа між хвилеводом і вільним простором викликає відбиття та обмежує ефективну випромінювальну апертуру. Розширений рупор змінює поперечний переріз хвилеводу поступово, а не різко.
Коли поле проходить через спалах, воно розширюється по більшій апертурі. Розмір апертури та розподіл фази визначають важливі характеристики, такі як коефіцієнт підсилення, ширина променя, бічні пелюстки та ефективність випромінювання. Спалах зменшує інтенсивність переходу, але не усуває відбиття та не гарантує ідеального узгодження.
Чому важлива розкльошена антена рупора
Узгодження імпедансу та КСХН
Поступовий перехід зазвичай зменшує невідповідність між керованою модою та вільним простором. Точний результат залежить від профілю рупора, довжини, апертури та розмірів хвилеводу, тому КСХН необхідно перевіряти в усьому цільовому діапазоні частот.
Коефіцієнт посилення та ефективна діафрагма
Розширення створює більшу ефективну випромінювальну апертуру. Коли поле апертури має відповідний розподіл амплітуди та фази, більше енергії концентрується в прямому напрямку, і коефіцієнт посилення антени збільшується. Коефіцієнт посилення визначається не лише кутом розширення.
Ширина променя та діаграма випромінювання
Більша електрична апертура зазвичай створює вужчий головний промінь. Розміри розширювача в площині E та площині H можна вибирати незалежно в пірамідальному рупорі, що дозволяє конструкторам формувати промінь у кожній головній площині.
Фазова помилка діафрагми
Поле не досягає кожної точки апертури з абсолютно однаковою фазою. Якщо рупор занадто короткий для свого розміру апертури, варіація фази може збільшитися, зменшуючи ефективність апертури та впливаючи на головний промінь і бічні пелюстки.
Як кут розкльошення, розмір діафрагми та довжина рупора взаємодіють
Не існує універсального найкращого кута розкльошення для кожної рупорної антени. Оптимальна геометрія залежить від частоти, режиму хвилеводу, коефіцієнта посилення, ширини променя, смуги пропускання, допустимого розміру та вимог до діаграми спрямованості.
- Ширший кут розквітуможе створити більшу апертуру в коротшій структурі, але надмірно короткий рупор може призвести до більшої фазової помилки апертури.
- Менший кут розкльошеннязазвичай потрібен довший рупор для того ж розміру апертури, що збільшує механічну довжину, водночас підтримуючи більш поступовий перехід.
- Більша діафрагмаможе підтримувати вищу спрямованість та вужчий промінь за умови, що розподіл фази та амплітуди залишається добре контрольованим.
Поширені геометрії розкльошених рогів
- Секторний клаксон площини Е:спалахували переважно в площині електричного поля.
- Секторний гудок у H-площині:спалахували переважно в площині магнітного поля.
- Пірамідальний ріг:розкльошені в обох головних площинах і зазвичай використовуються для застосувань зі стандартним посиленням.
- Конічний ріг:сформований з круглого хвилеводу та розширений до круглого отвору.
Практичні міркування щодо проектування
Інженери оцінюють геометрію спалаху разом з робочою частотою, розмірами хвилеводу, коефіцієнтом підсилення, шириною променя 3 дБ, КСХН, рівнем бічних пелюсток, поляризацією та механічними обмеженнями. На міліметрових хвильових частотах точність обробки, якість поверхні та вирівнювання фланців стають дедалі важливішими, оскільки невеликі розмірні похибки становлять більшу частку довжини хвилі.
Супутні антени та хвилеводні компоненти 15–22 ГГц
Наведені нижче продукти ілюструють кілька радіочастотних компонентів, доступних у діапазоні 15–22 ГГц. Щодо розширеного рупора зі стандартним підсиленням у цьому діапазоні, див. RM-SGHA51-25.
Де використовуються розкльошені рупорні антени
- Системи вимірювання та калібрування антен
- Системи передачі та прийому радіолокаційних даних
- Супутникові та рефлекторні антенні канали
- Лабораторні випробування на електромагнітну сумісність та мікрохвильові випробування
- Мікрохвильові та міліметрові хвильові лінії зв'язку
Часті запитання
Чи завжди більший кут розкльошення збільшує коефіцієнт посилення?
Ні. Більший кут розкльошення може збільшити розмір апертури за фіксованої довжини рупора, але надмірна фазова похибка може знизити ефективність апертури. Коефіцієнт підсилення залежить від повної геометрії та розподілу поля.
Який найкращий кут розкльошення для рупорної антени?
Немає єдиного найкращого значення. Розробники вибирають кут разом із розмірами апертури та довжиною рупора, щоб задовольнити вимоги щодо частоти, коефіцієнта посилення, ширини променя, КСХН та розміру.
Чи усуває спалах відблиски?
Ні. Розширювач забезпечує більш поступовий перехід від хвилеводу до вільного простору та може зменшити відбиття, але остаточне узгодження все ще залежить від повної конструкції.
Вибір рупорної антени
Постачання радіочастотних MISOрішення для рупорних антендля застосувань у мікрохвильовому та міліметровому діапазоні. Для варіанта зі стандартним посиленням 14,5–22 ГГц перегляньтеRM-SGHA51-25Для ширшого огляду див.Рупорна антена: принцип роботи, типи, характеристики випромінювання та застосування.
Потрібна допомога з вибором геометрії спалаху, діапазону частот, коефіцієнта посилення або інтерфейсу?Зв'яжіться з РФ MISOщоб обговорити ваші вимоги щодо вимірювання або системної інтеграції.
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 17 квітня 2025 р.
