Разширяването на рупорната антена е постепенното разширяване на вълновода от гърлото му до по-голям излъчващ отвор.Този преход позволява на насоченото електромагнитно поле да се разпространи, преди да достигне свободното пространство, помагайки на антената да постигне полезно импедансно съгласуване, насоченост и контрол на лъча.
Какво означава разширяване на антена тип „рупор“?
Един прост вълновод с отворен край може да излъчва, но рязката граница между вълновода и свободното пространство причинява отражение и ограничава ефективната излъчваща апертура. Разширеният рупор променя напречното сечение на вълновода прогресивно, а не рязко.
Докато полето преминава през разпръскването, то се разширява през по-голяма апертура. Размерът на апертурата и фазовото разпределение определят важни характеристики като усилване, ширина на лъча, странични лобове и ефективност на излъчване. Разпръскването намалява тежестта на прехода, но не елиминира отражението, нито гарантира перфектно съвпадение.
Защо е важно разширението на антената на клаксона
Съгласуване на импеданса и VSWR
Постепенният преход обикновено намалява несъответствието между насочения режим и свободното пространство. Точният резултат зависи от профила на рупора, дължината, апертурата и размерите на вълновода, така че КСВ трябва да се провери в целия целеви честотен диапазон.
Усилване и ефективна бленда
Разширяването създава по-голяма ефективна излъчваща апертура. Когато полето на апертурата има подходящо амплитудно и фазово разпределение, повече енергия се концентрира в посока напред и усилването на антената се увеличава. Усилването не се определя само от ъгъла на разширяване.
Ширина на лъча и диаграма на излъчване
По-голяма електрическа апертура обикновено води до по-тесен основен лъч. Размерите на разширението в E-равнината и H-равнината могат да бъдат избрани независимо в пирамидален рупор, което позволява на дизайнерите да оформят лъча във всяка главна равнина.
Грешка във фазата на блендата
Полето не достига до всяка точка на апертурата с абсолютно еднаква фаза. Ако рупорът е твърде къс за размера на апертурата си, фазовата вариация може да се увеличи, намалявайки ефективността на апертурата и засягайки основния лъч и страничните лобове.
Как работят заедно ъгълът на разширителен лъч, размерът на блендата и дължината на рога
Няма универсален най-добър ъгъл на разклонение за всяка рупорна антена. Оптималната геометрия зависи от честотата, режима на вълновода, усилването на целта, ширината на лъча, честотната лента, допустимия размер и изискванията за диаграма на излъчване.
- По-широк ъгъл на разпръскванеможе да създаде по-голяма апертура в по-къса структура, но прекомерно късият рупор може да доведе до по-голяма фазова грешка на апертурата.
- По-малък ъгъл на разпръскванеобикновено изисква по-дълъг рог за същия размер на апертурата, което увеличава механичната дължина, като същевременно поддържа по-плавен преход.
- По-голяма блендаможе да поддържа по-висока насоченост и по-тесен лъч, при условие че фазовото и амплитудното разпределение останат добре контролирани.
Често срещани геометрии на разширен рог
- Секторен клаксон в E-равнина:разпалени главно в равнината на електрическото поле.
- Секторен клаксон в H-равнина:разпалени главно в равнината на магнитното поле.
- Пирамидален рог:разширен в двете главни равнини и често използван за приложения със стандартно усилване.
- Коничен рог:образуван от кръгъл вълновод и разширен към кръгъл отвор.
Практически съображения при проектирането
Инженерите оценяват геометрията на факела заедно с работната честота, размерите на вълновода, усилването, ширината на лъча от 3 dB, VSWR, нивото на страничния лоб, поляризацията и механичните ограничения. При милиметровите вълнови честоти, точността на обработка, качеството на повърхността и подравняването на фланците стават все по-важни, тъй като малките размерни грешки представляват по-голяма част от дължината на вълната.
Свързани антени и компоненти за вълноводи 15–22 GHz
Продуктите по-долу илюстрират няколко радиочестотни компонента, налични в диапазона 15–22 GHz. За разширен стандартен рупор за усилване в тази лента вижте RM-SGHA51-25.
Къде се използват разширените антени с рог
- Системи за измерване и калибриране на антени
- Системи за предаване и приемане на радар
- Захранвания за сателити и рефлекторни антени
- Лабораторни тестове за електромагнитна съвместимост и микровълнова терапия
- Микровълнови и милиметрови вълнови комуникационни връзки
Често задавани въпроси
По-големият ъгъл на разширителен лъч винаги ли увеличава усилването?
Не. По-голям ъгъл на разширяване може да увеличи размера на блендата при фиксирана дължина на рупора, но прекомерната фазова грешка може да намали ефективността на блендата. Коефициентът на усилване зависи от цялостната геометрия и разпределението на полето.
Какъв е най-добрият ъгъл на разклонение за рупорна антена?
Няма една единствена най-добра стойност. Проектантите избират ъгъла заедно с размерите на апертурата и дължината на рупора, за да отговорят на изискванията за честота, усилване, ширина на лъча, КСВН и размер.
Премахва ли разпръскването отраженията?
Не. Разширяването осигурява по-плавен преход от вълновода към свободното пространство и може да намали отражението, но крайното съвпадение все още зависи от цялостния дизайн.
Избор на рупорна антена
RF MISO доставкирешения за рупорни антениза микровълнови и милиметрови вълнови приложения. За опция със стандартно усилване 14,5–22 GHz, прегледайтеRM-SGHA51-25За по-широк преглед вижтеРупорна антена: принцип на работа, видове, характеристики на излъчване и приложения.
Нуждаете се от помощ при избора на геометрия на отблясъка, честотен диапазон, усилване или интерфейс?Свържете се с RF MISOза да обсъдим вашите изисквания за измерване или системна интеграция.
За да научите повече за антените, моля, посетете:
Време на публикуване: 17 април 2025 г.
