Hoornantenneverbreding is de geleidelijke verbreding van een golfgeleider vanaf de keelopening naar een grotere stralingsopening.Deze overgang zorgt ervoor dat het geleide elektromagnetische veld zich kan verspreiden voordat het de vrije ruimte bereikt, waardoor de antenne een nuttige impedantieaanpassing, richtingsgevoeligheid en bundelcontrole kan bereiken.
Wat betekent 'flaring' bij een hoornantenne?
Een eenvoudige open golfgeleider kan straling uitzenden, maar de abrupte overgang tussen de golfgeleider en de vrije ruimte veroorzaakt reflectie en beperkt de effectieve stralingsopening. Een hoorn met een verbrede uiteinden verandert de dwarsdoorsnede van de golfgeleider geleidelijk in plaats van abrupt.
Naarmate het veld door de flare beweegt, spreidt het zich uit over een grotere opening. De grootte van de opening en de faseverdeling bepalen vervolgens belangrijke eigenschappen zoals versterking, bundelbreedte, zijlobben en stralingsefficiëntie. Flaring vermindert de scherpte van de overgang, maar elimineert reflectie niet en garandeert geen perfecte aanpassing.
Waarom de antenne-uitstulping van de hoornantenne belangrijk is
Impedantieaanpassing en VSWR
Een geleidelijke overgang vermindert over het algemeen de mismatch tussen de geleide modus en de vrije ruimte. Het exacte resultaat hangt af van het hoornprofiel, de lengte, de opening en de afmetingen van de golfgeleider, dus de VSWR moet over de beoogde frequentieband worden gecontroleerd.
Versterking en effectief diafragma
Door de flarehoek ontstaat een grotere effectieve stralingsopening. Wanneer het openingsveld een geschikte amplitude- en faseverdeling heeft, wordt er meer energie in de voorwaartse richting geconcentreerd en neemt de antenneversterking toe. De versterking wordt niet alleen bepaald door de flarehoek.
Bundelbreedte en stralingspatroon
Een grotere elektrische opening produceert doorgaans een smallere hoofdstraal. De afmetingen van de E-vlak- en H-vlak-bundel kunnen onafhankelijk van elkaar worden gekozen in een piramidevormige hoorn, waardoor ontwerpers de bundel in elk hoofdvlak kunnen vormgeven.
Diafragmafasefout
Het magnetische veld bereikt niet elk punt van de opening met exact dezelfde fase. Als een hoorn te kort is voor de grootte van de opening, kan de fasevariatie toenemen, waardoor de efficiëntie van de opening afneemt en de hoofdstraal en zijlobben worden beïnvloed.
Hoe de flarehoek, de openinggrootte en de hoornlengte samenwerken
Er bestaat geen universeel beste afbuighoek voor elke hoornantenne. De optimale geometrie hangt af van de frequentie, de golfgeleidermodus, de beoogde versterking, de bundelbreedte, de bandbreedte, de toegestane afmetingen en de eisen aan het stralingspatroon.
- Een bredere flarehoekEen kortere structuur kan een grotere opening opleveren, maar een te korte hoorn kan een grotere fasefout in de opening veroorzaken.
- Een kleinere flarehoekOver het algemeen is een langere hoorn nodig voor dezelfde opening, waardoor de mechanische lengte toeneemt en tegelijkertijd een geleidelijkere overgang mogelijk is.
- Een grotere openingKan een hogere richtingsgevoeligheid en een smallere bundel ondersteunen, mits de fase- en amplitude-verdeling goed gecontroleerd blijven.
Veelvoorkomende uitlopende hoornvormen
- E-vlak sectorale hoorn:voornamelijk opgevlamd in het vlak van het elektrische veld.
- H-vlak sectorale hoorn:De opvlamming vond voornamelijk plaats in het vlak van het magnetische veld.
- Piramidale hoorn:Uitlopend in beide hoofdrichtingen en veelvuldig gebruikt voor toepassingen met standaardversterking.
- Kegelvormige hoorn:gevormd uit een cirkelvormige golfgeleider en uitgezet naar een cirkelvormige opening.
Praktische ontwerpoverwegingen
Ingenieurs beoordelen de geometrie van de flare in combinatie met de werkfrequentie, de afmetingen van de golfgeleider, de versterking, de 3 dB-bundelbreedte, de VSWR, het nevenlobniveau, de polarisatie en de mechanische beperkingen. Bij millimetergolffrequenties worden de bewerkingsnauwkeurigheid, de oppervlaktekwaliteit en de uitlijning van de flens steeds belangrijker, omdat kleine maatafwijkingen een groter deel van de golflengte vertegenwoordigen.
Gerelateerde antennes en golfgeleidercomponenten voor 15–22 GHz
De onderstaande producten illustreren verschillende RF-componenten die verkrijgbaar zijn in het frequentiebereik van 15–22 GHz. Voor een flared hoornantenne met standaardversterking in deze band, zie de RM-SGHA51-25.
Waar hoornantennes met een uitlopende rand worden gebruikt
- Antenne-meet- en kalibratiesystemen
- Radarzend- en -ontvangstsystemen
- Satelliet- en reflectorantenne-voedingen
- EMC- en microgolflaboratoriumtests
- Microgolf- en millimetergolfcommunicatieverbindingen
Veelgestelde vragen
Leidt een grotere flarehoek altijd tot een hogere gain?
Nee. Een grotere flarehoek kan de apertuurgrootte vergroten bij een vaste hoornlengte, maar een te grote fasefout kan de apertuurefficiëntie verminderen. De versterking is afhankelijk van de volledige geometrie en veldverdeling.
Wat is de beste afbuighoek voor een hoornantenne?
Er bestaat niet één beste waarde. Ontwerpers kiezen de hoek in combinatie met de afmetingen van de opening en de lengte van de hoorn om te voldoen aan de eisen op het gebied van frequentie, versterking, bundelbreedte, VSWR en afmetingen.
Elimineert het afschermen van de lens reflecties?
Nee. Een flare zorgt voor een geleidelijkere overgang van golfgeleider naar vrije ruimte en kan reflectie verminderen, maar de uiteindelijke aanpassing hangt nog steeds af van het complete ontwerp.
Een hoornantenne kiezen
RF MISO levertoplossingen voor hoornantennesvoor microgolf- en millimetergolftoepassingen. Voor een standaardversterkingsoptie van 14,5–22 GHz kunt u de volgende informatie raadplegen.RM-SGHA51-25Voor een breder overzicht, zieHoornantenne: werkingsprincipe, typen, stralingskarakteristieken en toepassingen.
Heeft u hulp nodig bij het selecteren van een flare-geometrie, frequentiebereik, versterking of interface?Neem contact op met RF MISOom uw meet- of systeemintegratievereisten te bespreken.
Ga voor meer informatie over antennes naar:
Geplaatst op: 17 april 2025
