喇叭天线
喇叭天线在UHF(300 MHz的3千兆赫)和更高的频率(我听到喇叭经营天线,喇叭天线很受欢迎 高达140 GHz的高)。往往有一个方向性的喇叭天线 辐射模式 高天线 增益。天线增益 可高达25分贝,10-20分贝典型。喇叭天线有一个广泛的阻抗 带宽,这意味着 输入阻抗 在较宽的频率范围内缓慢变化(这也意味着低价值 S11或VSWR)。带宽 实际的喇叭天线,可在20:1的顺序(例如,从1 GHz的20 GHz的经营), 10:1的带宽不鲜见。 喇叭天线的天线增益常常增加(和 波束跌幅) 工作频率增加。这是因为喇叭光圈的大小总是 在波长测量。喇叭天线在更高的频率是“电”。 这是因为 一个更高的频率有一个较小的波长。由于喇叭天线有一个固定的的物理尺寸 (一个20厘米宽,例如的方形孔径) 光圈是横跨在更高的频率更多的波长。此外,天线理论中的一个反复出现的主题是 较大的天线(波长的大小),有较高的方向性。
喇叭天线有很少的损失,所以 指向性号角 其增益大致相等。 喇叭天线 有些直观和相对简单的制造。此外,也可用于声喇叭天线 发射声波(例如,用扩音器)。喇叭天线也常常被用于饲料 一个碟形天线,或作为一个“标准”测量天线增益。
流行的版本包括喇叭天线的E面喇叭,如图1所示。这烧掉喇叭天线 在E -平面,给人的名称。水平尺寸是不变的“w”.
图1。E面喇叭天线。 喇叭天线的另一个例子是,在图2所示的H平面喇叭。这个角是在燃烧 H平面,为波导和“h”的号角不断高度。
图2。 H平面喇叭天线。 最流行的喇叭天线是爆发在两个平面,如图3所示。这是一个金字塔形的角, 宽度“B”和高度的“A”的号角。
图3。锥体喇叭天线。 喇叭天线通常是美联储通过一段波导,如图4所示。波导本身 经常喂用短偶极天线, 这是在红图4所示。波导简直是一个中空的金属腔。 波导 用于指导电磁能量从一个地方到另一个。图4中的波导是一个 矩形波导宽度“b”和“a”的高度,用“b”>>“a”。电动 为主导模式的领域分布情况 图1的下半部分。 图4。波导作为饲料喇叭天线使用。
电场,磁场和喇叭天线的几何参数天线教科书通常派生喇叭天线的辐射模式非常复杂的功能。要做到 这一点,首先跨越的号角天线的孔径电场假设为已知,和远场 辐射模式是使用辐射方程计算。虽然这是概念 直线前进,产生的磁场的功能最终是极其复杂的,并 我不觉得添加一个整体的了解很多。 如果您想看到这些 推导,拿起任何一段喇叭天线的天线教科书。 (另外, 作为执业天线工程师,我可以向你们保证,我们从来没有使用辐射积分 估计模式。我们总是根据以往的经验,计算机模拟和 测量。)而不是传统的学术推导方法,我将国家的一些 喇叭天线,并显示一些典型的辐射模式,结果 尝试提供一个喇叭天线的设计参数感觉。由于锥体 喇叭天线是最流行的,我们将分析。整个光圈的电场分布 喇叭天线是负责的辐射。 喇叭天线的辐射模式将取决于在“B”和“A”( 尺寸的号角在开幕式上)和“R”(角的长度,这 也影响耀斑角的号角),以及与“b”和“a”(尺寸 波导)。这些参数进行了优化,以优化 喇叭天线的性能,并在下面的数字说明。
图5。波导的横截面,在H -平面切割。
图6。波导的横截面,切在E -平面. 由于图6中的坐标系统(这是在开放的号角中心), 辐射将在+ z方向最大(屏幕)。
图7。坐标系统,喇叭天线开放为中心。
在远场区域的电场线性极化。 幅度将 得到:
上述方程指出,喇叭天线的远场 傅立叶变换 在开放的号角领域。许多教科书 评价不可分割的,复杂的功能。 我不觉得,这些功能是在理解的辐射模式有用的。 在下一节,我们来看看喇叭天线的辐射模式。
Antennas (English)
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