История рупорных антенн восходит к 1897 году, когда радиоисследователь Джагадиш Чандра Бозе провёл пионерские экспериментальные разработки с использованием микроволн. Позднее, в 1938 году, Г.К. Саутворт и Уилмер Барроу изобрели конструкцию современной рупорной антенны соответственно. С тех пор конструкции рупорных антенн непрерывно изучаются для объяснения их диаграмм направленности и применения в различных областях. Эти антенны широко известны в области волноводной передачи и микроволн, поэтому их часто называютмикроволновые антенны. В этой статье мы рассмотрим принцип работы рупорных антенн и их применение в различных областях.
Что такое рупорная антенна?
A рупорная антенна— апертурная антенна, разработанная специально для микроволновых частот и имеющая расширенный или рупорный конец. Такая конструкция обеспечивает антенне большую направленность, позволяя легко передавать излучаемый сигнал на большие расстояния. Рупорные антенны работают в основном на микроволновых частотах, поэтому их диапазон частот обычно находится в диапазоне УВЧ или КВЧ.
Рупорная антенна RFMISO RM-CDPHA618-20 (6-18 ГГц)
Эти антенны используются в качестве облучателей для больших антенн, таких как параболические и направленные. Их преимущества включают простоту конструкции и настройки, низкий коэффициент стоячей волны, умеренную направленность и широкую полосу пропускания.
Конструкция и принцип работы рупорной антенны
Рупорные антенны могут быть реализованы с использованием рупорных волноводов для передачи и приёма радиочастотных микроволновых сигналов. Как правило, они используются в сочетании с волноводными облучателями и прямыми радиоволнами для создания узких лучей. Расширяющаяся часть антенны может иметь различную форму, например, квадратную, коническую или прямоугольную. Для обеспечения корректной работы размер антенны должен быть как можно меньше. Если длина волны слишком велика или размер рупора мал, антенна не будет работать должным образом.
Чертеж рупорной антенны
В рупорной антенне часть падающей энергии излучается из входа волновода, а остальная часть энергии отражается обратно от того же входа, поскольку вход открыт, что приводит к плохому согласованию импеданса между пространством и волноводом. Кроме того, на краях волновода дифракция влияет на излучательную способность волновода.
Для устранения недостатков волновода торцевое отверстие выполнено в форме электромагнитного рупора. Это обеспечивает плавный переход между пространством и волноводом, обеспечивая лучшую направленность радиоволн.
Изменение волновода на рупорную структуру устраняет неоднородность и импеданс 377 Ом между пространством и волноводом. Это улучшает направленность и усиление передающей антенны за счёт уменьшения дифракции на краях, обеспечивая излучение падающей энергии в прямом направлении.
Вот как работает рупорная антенна: при возбуждении одного конца волновода возникает магнитное поле. В случае распространения в волноводе распространяющееся поле можно контролировать через стенки волновода, так что оно распространяется не сферически, а подобно распространению в свободном пространстве. Достигнув конца волновода, проходящее поле распространяется так же, как в свободном пространстве, поэтому на конце волновода получается сферический волновой фронт.
Распространенные типы рупорных антенн
Рупорная антенна со стандартным усилением— тип антенны, широко используемый в системах связи с фиксированным усилением и шириной диаграммы направленности. Этот тип антенн подходит для множества применений и обеспечивает стабильное и надежное покрытие, высокую эффективность передачи мощности и хорошую помехоустойчивость. Рупорные антенны со стандартным усилением обычно широко используются в мобильной, фиксированной, спутниковой связи и других областях.
Рекомендации по выбору рупорной антенны со стандартным усилением RFMISO:
RM-SGHA159-20 (4,90–7,05 ГГц)
RM-SGHA90-15 (8,2–12,5 ГГц)
RM-SGHA284-10（2,60–3,95 ГГц）
Широкополосная рупорная антеннаАнтенна, используемая для приёма и передачи беспроводных сигналов. Она обладает широким диапазоном частот, может одновременно принимать сигналы в нескольких частотных диапазонах и обеспечивать хорошую производительность в различных частотных диапазонах. Она широко используется в системах беспроводной связи, радиолокационных системах и других приложениях, требующих широкополосного покрытия. Её конструкция напоминает раструб, что позволяет эффективно принимать и передавать сигналы, а также обладает высокой помехоустойчивостью и большой дальностью передачи.
Рекомендации по выбору широкополосной рупорной антенны RFMISO:
RM-BDHA618-10（6-18 ГГц）
RM-BDPHA4244-21（42-44 ГГц）
RM-BDHA1840-15B (18-40 ГГц)
Двойная поляризованная рупорная антеннаАнтенна, специально разработанная для передачи и приёма электромагнитных волн в двух ортогональных направлениях. Обычно она состоит из двух вертикально расположенных гофрированных рупорных антенн, которые могут одновременно передавать и принимать поляризованные сигналы в горизонтальном и вертикальном направлениях. Она часто используется в радиолокационных системах, спутниковой и мобильной связи для повышения эффективности и надёжности передачи данных. Антенны такого типа отличаются простотой конструкции и стабильной работой, что позволяет им широко применяться в современных технологиях связи.
Рекомендации по выбору двухполяризационной рупорной антенны RFMISO:
RM-BDPHA0818-12 (0,8–18 ГГц)
RM-CDPHA218-15（2-18 ГГц）
RM-DPHA6090-16（60-90 ГГц）
Рупорная антенна с круговой поляризациейСпециально разработанная антенна, способная одновременно принимать и передавать электромагнитные волны в вертикальном и горизонтальном направлениях. Обычно она состоит из круглого волновода и раструба специальной формы. Благодаря такой конструкции достигается передача и приём сигналов с круговой поляризацией. Этот тип антенн широко используется в радиолокационных, коммуникационных и спутниковых системах, обеспечивая более надёжную передачу и приём сигнала.
Рекомендации по выбору рупорной антенны с круговой поляризацией RFMISO:
RM-CPHA82124-20 (8,2–12,4 ГГц)
RM-CPHA09225-13(0,9–2,25 ГГц)
RM-CPHA218-16（2-18 ГГц）
Преимущества рупорной антенны
1. Не имеет резонансных компонентов и может работать в широкой полосе пропускания и широком диапазоне частот.
2. Соотношение ширины диаграммы направленности обычно составляет 10:1 (1 ГГц – 10 ГГц), иногда до 20:1.
3. Простой дизайн.
4. Легко подключается к волноводным и коаксиальным линиям питания.
5. Благодаря низкому коэффициенту стоячей волны (КСВ) он может уменьшить стоячие волны.
6. Хорошее согласование импеданса.
7. Стабильность работы во всем диапазоне частот.
8. Может образовывать небольшие листочки.
9. Используется в качестве облучателя для больших параболических антенн.
10. Обеспечьте лучшую направленность.
11. Избегайте стоячих волн.
12. Не имеет резонансных компонентов и может работать в широком диапазоне частот.
13. Имеет сильную направленность и обеспечивает более высокую направленность.
14. Уменьшает отражение.
Применение рупорной антенны
Эти антенны в основном используются для астрономических исследований и микроволновых приложений. Их можно использовать в качестве облучателей для измерения различных параметров антенн в лабораторных условиях. На микроволновых частотах эти антенны могут использоваться при условии умеренного усиления. Для достижения среднего усиления размер рупорной антенны должен быть больше. Такие типы антенн подходят для камер контроля скорости, поскольку позволяют избежать помех в требуемой характеристике отражения. Параболические отражатели могут возбуждаться с помощью облучателей, таких как рупорные антенны, тем самым освещая отражатели за счет их более высокой направленности.
Чтобы узнать больше, посетите нас.
Телефон: 0086-028-82695327
Время публикации: 28 марта 2024 г.
