Hornantenn är en av de mest använda antennerna med enkel struktur, brett frekvensområde, stor effektkapacitet och hög förstärkning.Hornantenneranvänds ofta som matningsantenner inom storskalig radioastronomi, satellitspårning och kommunikationsantenner. Förutom att fungera som matning för reflektorer och linser är de ett vanligt element i fasstyrda antenner och fungerar som en vanlig standard för kalibrering och förstärkningsmätningar av andra antenner.
En hornantenn bildas genom att gradvis veckla ut en rektangulär vågledare eller en cirkulär vågledare på ett specifikt sätt. På grund av den gradvisa expansionen av vågledarens mynningsyta förbättras anpassningen mellan vågledaren och det fria utrymmet, vilket gör reflektionskoefficienten mindre. För den matade rektangulära vågledaren bör enmodsöverföring uppnås så mycket som möjligt, det vill säga att endast TE10-vågor överförs. Detta koncentrerar inte bara signalenergin och minskar förlusten, utan undviker också effekten av intermodstörningar och ytterligare spridning orsakad av flera moder.
Enligt de olika utplaceringsmetoderna för hornantenner kan de delas in isektorhornantenner, pyramidhornantenner,koniska hornantenner, korrugerade hornantenner, räfflade hornantenner, multimodala hornantenner etc. Dessa vanliga hornantenner beskrivs nedan. Introduktion en efter en
Sektorhornantenn
E-plans sektorhornantenn
E-plansektorhornantennen är gjord av en rektangulär vågledare som är öppen i en viss vinkel i riktning mot det elektriska fältet.
Figuren nedan visar simuleringsresultaten för E-planssektorhornantennen. Det framgår att strålbredden för detta mönster i E-plansriktningen är smalare än i H-plansriktningen, vilket orsakas av E-planets större apertur.
H-planssektorhornantenn
H-planssektorhornantennen är gjord av en rektangulär vågledare som är öppen i en viss vinkel i magnetfältets riktning.
Figuren nedan visar simuleringsresultaten för H-planssektorhornantennen. Det framgår att strålbredden för detta mönster i H-plansriktningen är smalare än i E-plansriktningen, vilket orsakas av H-planets större apertur.
RFMISO-sektorns hornantennprodukter:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Pyramidhornantenn
Pyramidhornantennen är gjord av en rektangulär vågledare som öppnas i en viss vinkel i två riktningar samtidigt.
Figuren nedan visar simuleringsresultaten för en pyramidformad hornantenn. Dess strålningsegenskaper är i grunden en kombination av sektorhorn i E-planet och H-planet.
Konisk hornantenn
När den öppna änden av en cirkulär vågledare är hornformad kallas den en konisk hornantenn. En konisk hornantenn har en cirkulär eller elliptisk öppning ovanför sig.
Figuren nedan visar simuleringsresultaten för den koniska hornantennen.
RFMISO koniska hornantennprodukter:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Korrugerad hornantenn
En korrugerad hornantenn är en hornantenn med en korrugerad insida. Den har fördelarna med brett frekvensband, låg korspolarisering och god strålsymmetriprestanda, men dess struktur är komplex och bearbetningssvårigheterna och kostnaden är höga.
Korrugerade hornantenner kan delas in i två typer: pyramidformade korrugerade hornantenner och koniska korrugerade hornantenner.
RFMISO korrugerade hornantennprodukter:
RM-CHA140220-22
Pyramidformad korrugerad hornantenn
Konisk korrugerad hornantenn
Figuren nedan visar simuleringsresultaten för den koniska korrugerade hornantennen.
Räfflad hornantenn
När driftsfrekvensen för en konventionell hornantenn är högre än 15 GHz börjar bakloben att delas och sidolobsnivån ökar. Att lägga till en åsstruktur i högtalarhålan kan öka bandbredden, minska impedansen, öka förstärkningen och förbättra strålningens riktning.
Räfflade hornantenner delas huvudsakligen in i dubbelräfflade hornantenner och fyrräfflade hornantenner. Följande använder den vanligaste pyramidformade dubbelräfflade hornantennen som ett exempel för simulering.
Pyramid Double Ridge Horn-antenn
Genom att lägga till två åsstrukturer mellan vågledardelen och hornöppningsdelen skapas en dubbelåsbaserad hornantenn. Vågledarsektionen är uppdelad i en bakre kavitet och en åsvågledare. Bakre kaviteten kan filtrera bort de högre ordningens moder som exciteras i vågledaren. Åsvågledaren minskar gränsfrekvensen för huvudmodssändningen och uppnår därmed syftet att bredda frekvensbandet.
Den räfflade hornantennen är mindre än den allmänna hornantennen i samma frekvensband och har en högre förstärkning än den allmänna hornantennen i samma frekvensband.
Figuren nedan visar simuleringsresultaten för den pyramidformade dubbelräfsade hornantennen.
Multimodig hornantenn
I många tillämpningar krävs att hornantenner ger symmetriska mönster i alla plan, fascentrumkoincidens i $E$- och $H$-planen och sidolobsundertryckning.
Multimods-excitationshornstrukturen kan förbättra strålutjämningseffekten för varje plan och minska sidolobsnivån. En av de vanligaste multimodshornantennerna är den koniska hornantennen med dubbla lägen.
Dubbelläges konisk hornantenn
Dual-mode konhornet förbättrar $E$-planmönstret genom att introducera ett högre ordningens TM11-läge, så att dess mönster har axiellt symmetriska utjämnade strålkarakteristika. Figuren nedan är ett schematiskt diagram över den aperturelektriska fältfördelningen för huvudläget TE11 och högre ordningens läge TM11 i en cirkulär vågledare och dess syntetiserade aperturfältfördelning.
Den strukturella implementeringsformen för det koniska hornet med dubbelt läge är inte unik. Vanliga implementeringsmetoder inkluderar Potterhorn och Pickett-Potterhorn.
Figuren nedan visar simuleringsresultaten för Potters dual-mode koniska hornantenn.
Publiceringstid: 1 mars 2024
