Новини - Често използвани антени | Въведение в шест различни вида рупорни антени

Рупорната антена е една от широко използваните антени с проста структура, широк честотен диапазон, голяма мощност и високо усилване.Рупорни антениЧесто се използват като захранващи антени в широкомащабна радиоастрономия, сателитно проследяване и комуникационни антени. Освен че служи като захранващ елемент за рефлектори и лещи, той е често срещан елемент във фазираните антенни решетки и служи като общ стандарт за калибриране и измерване на усилването на други антени.

Рупорната антена се формира чрез постепенно разгъване на правоъгълен или кръгъл вълновод по специфичен начин. Благодарение на постепенното разширяване на повърхността на отвора на вълновода, съгласуването между вълновода и свободното пространство се подобрява, което намалява коефициента на отражение. При захранвания правоъгълен вълновод трябва да се постигне максимално едномодово предаване, т.е. да се предават само TE10 вълни. Това не само концентрира енергията на сигнала и намалява загубите, но и избягва въздействието на междумодови смущения и допълнителна дисперсия, причинени от множество модове.

Според различните методи на разполагане на рупорните антени, те могат да бъдат разделени насекторни рупорни антени, пирамидални рогови антени,конични рогови антени, гофрирани антени с рог, оребрени рупорни антени, многомодови рупорни антени и др. Тези обикновени рупорни антени са описани по-долу. Въведение една по една

Секторна рупорна антена
Е-равнина секторна рупорна антена
Е-образната секторна рупорна антена е изработена от правоъгълен вълновод, отворен под определен ъгъл по посока на електрическото поле.

Фигурата по-долу показва резултатите от симулацията на секторна рупорна антена в E-равнина. Вижда се, че ширината на лъча на този диаграм на направление в E-равнина е по-тясна, отколкото в H-равнина, което се дължи на по-голямата апертура на E-равнината.

H-равнина секторна рупорна антена
H-образната секторна рупорна антена е изработена от правоъгълен вълновод, отворен под определен ъгъл по посока на магнитното поле.

Фигурата по-долу показва резултатите от симулацията на секторна рупорна антена в H-равнината. Вижда се, че ширината на лъча на този диаграм на направление в посока H-равнината е по-тясна, отколкото в посока E-равнината, което се дължи на по-голямата апертура на H-равнината.

Продукти за секторни рупорни антени RFMISO:

RM-SWHA187-10

RM-SWHA28-10

Пирамидална рогова антена
Пирамидалната рупорна антена е изработена от правоъгълен вълновод, който е отворен под определен ъгъл в две посоки едновременно.

Фигурата по-долу показва резултатите от симулацията на пирамидална рупорна антена. Нейните радиационни характеристики са основно комбинация от секторни рупори в E-равнина и H-равнина.

Конична антена с рог
Когато отвореният край на кръгъл вълновод е с форма на рог, той се нарича конична рупорна антена. Конусно-рупорната антена има кръгъл или елиптичен отвор над него.

Фигурата по-долу показва резултатите от симулацията на коничната рупорна антена.

Продукти за конична рупорна антена RFMISO:

RM-CDPHA218-15

RM-CDPHA618-17

Гофрирана антена с рог
Гофрираната рупорна антена е рупорна антена с гофрирана вътрешна повърхност. Тя има предимствата на широка честотна лента, ниска кръстосана поляризация и добра симетрия на лъча, но структурата ѝ е сложна, а обработката и цената са високи.

Гофрираните рупорни антени могат да бъдат разделени на два вида: пирамидални гофрирани рупорни антени и конични гофрирани рупорни антени.

Продукти за гофрирана антена RFMISO:

RM-CHA140220-22

Пирамидална гофрирана антена с рог

Конична гофрирана антена с рог

Фигурата по-долу показва резултатите от симулацията на конична гофрирана рупорна антена.

Антена с оребрена рога
Когато работната честота на конвенционалната рупорна антена е по-висока от 15 GHz, задният лоб започва да се разделя и нивото на страничния лоб се увеличава. Добавянето на оребрена структура към кухината на високоговорителя може да увеличи честотната лента, да намали импеданса, да увеличи усилването и да подобри насочеността на излъчването.

Антените с оребрени рогове се разделят основно на двуоребрени рогови антени и четириоребрени рогови антени. Следното използва най-често срещаната пирамидална двуоребрена рогова антена като пример за симулация.

Пирамидална двойна гребенова антена с рог
Добавянето на две ребрени структури между вълноводна част и отвор на рупора създава двойна ребрена рупорна антена. Вълноводната секция е разделена на задна кухина и ребрен вълновод. Задната кухина може да филтрира модовете от по-висок порядък, възбудени във вълновода. Гребенният вълновод намалява граничната честота на предаване на основния мод, като по този начин се постига целта за разширяване на честотната лента.

Антената с оребрена рогова форма е по-малка от обикновената рогова антена в същата честотна лента и има по-високо усилване от обикновената рогова антена в същата честотна лента.

Фигурата по-долу показва резултатите от симулацията на пирамидална двуребрена рупорна антена.

Многомодова рупорна антена
В много приложения, рупорните антени са длъжни да осигуряват симетрични диаграми на насоченост във всички равнини, съвпадение на фазовия център в равнините $E$ и $H$ и потискане на страничните лобове.

Многомодалната структура на възбуждащия рупор може да подобри ефекта на изравняване на лъча във всяка равнина и да намали нивото на страничния лоб. Една от най-разпространените многомодови рупорни антени е двумодалната конична рупорна антена.

Двурежимна конична рупорна антена
Двумодовият конусен рупор подобрява диаграмата на $E$ равнината чрез въвеждане на мод от по-висок порядък TM11, така че диаграмата му има аксиално симетрични изравнени характеристики на лъча. Фигурата по-долу е схематична диаграма на разпределението на апертурното електрическо поле на основния мод TE11 и мода от по-висок порядък TM11 в кръгъл вълновод и неговото синтезирано разпределение на апертурното поле.

Структурната форма на реализация на двумодовия коничен рупор не е уникална. Често срещани методи за реализация включват рупор на Потър и рупор на Пикет-Потър.