Wat is een hoornantenne? Wat zijn de belangrijkste principes en toepassingen?

HoornantenneEen hoornantenne is een oppervlakteantenne, een microgolfantenne met een cirkelvormige of rechthoekige doorsnede waarbij de uiteinden van de golfgeleider geleidelijk opengaan. Het is het meest gebruikte type microgolfantenne. Het stralingsveld wordt bepaald door de grootte van de opening en het propagatietype van de hoorn. De invloed van de hoornwand op de straling kan worden berekend met behulp van het principe van geometrische diffractie. Als de lengte van de hoorn constant blijft, zullen de grootte van het openingoppervlak en het kwadratische faseverschil toenemen naarmate de openingshoek van de hoorn toeneemt, maar de versterking zal niet veranderen met de grootte van het openingoppervlak. Om de frequentieband van de hoorn te verbreden, moet de reflectie bij de hals en de opening van de hoorn worden verminderd; de reflectie neemt af naarmate de grootte van de opening toeneemt. De structuur van de hoornantenne is relatief eenvoudig en het stralingspatroon is relatief eenvoudig en gemakkelijk te regelen. Het wordt over het algemeen gebruikt als een medium directionele antenne. Parabolische reflectorhoornantennes met een breed frequentiebereik, lage zijlobben en een hoog rendement worden vaak gebruikt in microgolfrelaiscommunicatie.

Het stralingsveld van de hoornantenne kan worden berekend uit het oppervlakteveld met behulp van het principe van Huygens. Het oppervlakteveld van de opening wordt bepaald door de grootte van het openingoppervlak en het voortplantingspatroon van de hoorn. Geometrische diffractietheorie kan worden gebruikt om de invloed van de hoornwand op de straling te berekenen, zodat het berekende patroon en de gemeten waarde goed overeenkomen tot aan de verre zijlob. De stralingskarakteristieken worden bepaald door de grootte en veldverdeling van het openingoppervlak, terwijl de impedantie wordt bepaald door de reflectie van de hals van de luidspreker (de begindiscontinuïteit) en het openingoppervlak. Wanneer de lengte van de hoorn constant is en de openingshoek van de hoorn geleidelijk wordt vergroot, zullen de grootte van het openingoppervlak en het kwadratische faseverschil tegelijkertijd toenemen, maar de versterking neemt niet gelijktijdig toe met de grootte van het openingoppervlak. Er is een versterking met een maximale waarde. Een luidspreker met een openingoppervlak van deze grootte wordt de beste luidspreker genoemd. Kegelvormige en piramidevormige hoorns planten sferische golven voort, terwijl waaiervormige hoorns die aan één zijde (oost- of horizontale zijde) open zijn, cilindrische golven voortplanten. Het oppervlakteveld van de hoornmond is een veld met een kwadratisch faseverschil. De grootte van het kwadratische faseverschil is gerelateerd aan de lengte van de hoorn en de grootte van het mondoppervlak.

Hoornantennes worden veelvuldig gebruikt in de volgende toepassingen: 1. Voedingen voor grote radiotelescopen, reflecterende antennevoedingen voor satellietgrondstations en reflecterende antennevoedingen voor microgolfrelaiscommunicatie; 2. Eenheidsantennes voor phased arrays; 3. Antennes. Bij metingen worden hoornantennes vaak gebruikt als standaard voor kalibratie en versterkingstests van andere antennes met een hoge versterking.