Hoornantenne is een van de meest gebruikte antennes met een eenvoudige structuur, een breed frequentiebereik, een groot vermogen en een hoge versterking.Hoorn antennesworden vaak gebruikt als voedingsantennes in grootschalige radioastronomie, satellietvolg- en communicatieantennes.Naast dat het dient als voeding voor reflectoren en lenzen, is het een veelgebruikt element in phased arrays en dient het als een algemene standaard voor kalibratie en versterkingsmetingen van andere antennes.
Een hoornantenne wordt gevormd door een rechthoekige golfgeleider of een cirkelvormige golfgeleider op een specifieke manier geleidelijk uit te vouwen.Door de geleidelijke uitzetting van het mondoppervlak van de golfgeleider wordt de afstemming tussen de golfgeleider en de vrije ruimte verbeterd, waardoor de reflectiecoëfficiënt kleiner wordt.Voor de gevoede rechthoekige golfgeleider moet zoveel mogelijk single-mode transmissie worden bereikt, dat wil zeggen dat alleen TE10-golven worden verzonden.Dit concentreert niet alleen de signaalenergie en vermindert het verlies, maar vermijdt ook de impact van interferentie tussen modi en extra spreiding veroorzaakt door meerdere modi..
Volgens de verschillende inzetmethoden van hoornantennes kunnen ze worden onderverdeeld in:sectorhoornantennes, piramidehoornantennes,conische hoornantennes, gegolfde hoornantennes, geribbelde hoornantennes, multi-mode hoornantennes, enz. Deze algemene hoornantennes worden hieronder beschreven.Introductie één voor één
Sectorhoornantenne
E-plane sectorhoornantenne
De E-plane sectorhoornantenne is gemaakt van een rechthoekige golfgeleider die onder een bepaalde hoek in de richting van het elektrische veld is geopend.
De onderstaande figuur toont de simulatieresultaten van de E-plane sectorhoornantenne.Te zien is dat de bundelbreedte van dit patroon in de richting van het E-vlak smaller is dan in de richting van het H-vlak, wat wordt veroorzaakt door de grotere opening van het E-vlak.
H-vlak sectorhoornantenne
De H-vlaksectorhoornantenne is gemaakt van een rechthoekige golfgeleider die onder een bepaalde hoek in de richting van het magnetische veld is geopend.
De onderstaande figuur toont de simulatieresultaten van de H-vlaksectorhoornantenne.Te zien is dat de bundelbreedte van dit patroon in de richting van het H-vlak smaller is dan in de richting van het E-vlak, wat wordt veroorzaakt door de grotere opening van het H-vlak.
RFMISO sectorhoornantenneproducten:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Piramidehoornantenne
De piramidehoornantenne bestaat uit een rechthoekige golfgeleider die in twee richtingen tegelijk onder een bepaalde hoek wordt geopend.
Onderstaande figuur toont de simulatieresultaten van een piramidale hoornantenne.De stralingskarakteristieken zijn in feite een combinatie van sectorhoorns uit het E-vlak en het H-vlak.
Conische hoornantenne
Wanneer het open uiteinde van een cirkelvormige golfgeleider hoornvormig is, wordt dit een conische hoornantenne genoemd.Een kegelhoornantenne heeft een cirkelvormige of elliptische opening erboven.
Onderstaande figuur toont de simulatieresultaten van de conische hoornantenne.
RFMISO conische hoornantenneproducten:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Gegolfde hoornantenne
Een gegolfde hoornantenne is een hoornantenne met een gegolfd binnenoppervlak.Het heeft de voordelen van een brede frequentieband, lage kruispolarisatie en goede bundelsymmetrieprestaties, maar de structuur is complex en de verwerkingsmoeilijkheden en kosten zijn hoog.
Gegolfde hoornantennes kunnen in twee typen worden verdeeld: piramidevormige gegolfde hoornantennes en conische gegolfde hoornantennes.
RFMISO gegolfde hoornantenneproducten:
RM-CHA140220-22
Piramidale gegolfde hoornantenne
Conische gegolfde hoornantenne
Onderstaande figuur toont de simulatieresultaten van de conische golfhoornantenne.
Geribbelde hoornantenne
Wanneer de werkfrequentie van een conventionele hoornantenne groter is dan 15 GHz, begint de achterlob te splitsen en neemt het zijlobniveau toe.Het toevoegen van een randstructuur aan de luidsprekerholte kan de bandbreedte vergroten, de impedantie verminderen, de versterking vergroten en de directionaliteit van de straling verbeteren.
Geribbelde hoornantennes worden hoofdzakelijk onderverdeeld in dubbelgeribbelde hoornantennes en viergeribbelde hoornantennes.Het volgende gebruikt de meest voorkomende piramidevormige dubbelgerande hoornantenne als voorbeeld voor simulatie.
Piramidehoornantenne met dubbele nok
Door twee randstructuren toe te voegen tussen het golfgeleiderdeel en het hoornopeningsdeel ontstaat een hoornantenne met dubbele rand.Het golfgeleidergedeelte is verdeeld in een achterholte en een nokgolfgeleider.De achterste holte kan de modi van hogere orde die in de golfgeleider worden opgewekt, filteren.De nokgolfgeleider vermindert de afsnijfrequentie van de transmissie in de hoofdmodus, waardoor het doel van het verbreden van de frequentieband wordt bereikt.
De geribbelde hoornantenne is kleiner dan de algemene hoornantenne in dezelfde frequentieband en heeft een hogere versterking dan de algemene hoornantenne in dezelfde frequentieband.
De onderstaande figuur toont de simulatieresultaten van de piramidale dubbelgerande hoornantenne.
Multimode hoornantenne
In veel toepassingen zijn hoornantennes nodig om symmetrische patronen in alle vlakken, fasecentrum-coïncidentie in de $E$- en $H$-vlakken, en zijlobonderdrukking te bieden.
De multi-mode excitatiehoornstructuur kan het bundelegalisatie-effect van elk vlak verbeteren en het zijlobniveau verminderen.Een van de meest voorkomende multimode hoornantennes is de dual-mode conische hoornantenne.
Dual Mode Conische Hoornantenne
De dual-mode kegelhoorn verbetert het $E$-vlakpatroon door een TM11-modus van hogere orde te introduceren, zodat het patroon axiaal symmetrische, geëgaliseerde bundelkarakteristieken heeft.De onderstaande figuur is een schematisch diagram van de elektrische veldverdeling van de opening in de hoofdmodus TE11-modus en de hogere-ordemodus TM11 in een cirkelvormige golfgeleider en de gesynthetiseerde apertuurveldverdeling ervan.
De structurele uitvoeringsvorm van de dual-mode conische hoorn is niet uniek.Veel voorkomende implementatiemethoden zijn onder meer Potterhoorn en Pickett-Potterhoorn.
De onderstaande figuur toont de simulatieresultaten van de Potter dual-mode conische hoornantenne.
Posttijd: 01 maart 2024
