Hoarnantennes binne ûnder de meast brûkte rjochtingsantennes yn mikrogolf- en millimetergolftechnyk. Harren ienfâldige meganyske struktuer, foarsisbere strielingseigenskippen, relatyf lege refleksje, en fermogen om matige oant hege fersterking te berikken meitsje se weardefol yn antennemjitting, EMC-testen, radar, kommunikaasjesystemen, feedsystemen en RF-laboratoria.
In hoarnantenne kin yn essinsje beskôge wurde as ingolflieder mei in stadichoan útwreidzjende iepeningYnstee fan elektromagnetyske weagen in abrupte oergong fan 'e golflieder nei de frije romte te litten ûnderfine, soarget de útwreide seksje foar in stadiger transformaasje. Dit helpt de impedânsjeoanpassing te ferbetterjen en rjochtet mear fan 'e elektromagnetyske enerzjy nei in kontroleare strielingsbundel.
Ofhinklik fan 'e geometry fan' e golflieder en de rjochting wêryn't de iepening útwreide wurdt, kinne hoarnantennes yn ferskate foarmen ûntwurpen wurde, ynklusyfsektorale hoarnen, piramidefoarmige hoarnen en konyske hoarnenIt orizjinele referinsjeartikel brûkt dizze trije konfiguraasjes as de wichtichste ynlieding ta hoarnantennestrukturen.
1. Hoe wurket in hoarnantenne?
In golflieder hâldt elektromagnetyske enerzjy binnen in geliedende struktuer. As de begeliede golf in iepen ein berikt, straalt in diel fan 'e enerzjy de frije romte yn, wylst in diel reflektearre wurde kin fanwegen de oergong tusken de impedansjes fan 'e golflieder en de frije romte.
In hoarnantenne ferminderet de abruptheid fan dizze oergong troch de dwerssnit fan 'e golflieder stadichoan nei de iepening ta te fergrutsjen.
As de elektromagnetyske weach him troch it útwreide diel ferspriedt, wreidet it fjild him út oer in gruttere iepening. De iepening strielt dan út yn 'e frije romte en produseart in rjochtingsstriel.
De flare tsjinnet dêrom twa wichtige doelen:
- It soarget foar in glêdere oergong tusken de golflieder en frije romte.
- It fergruttet de effektive útstrielingsdiafragma, wêrtroch gruttere rjochting en fersterking mooglik is.
It is wichtich om te notearjen dat in hoarn dochtnet folslein eliminearje refleksjes of steande weagenYnstee dêrfan kin in goed ûntworpen hoarn refleksje ferminderje en goede impedânsjeoanpassing leverje, wat faak werom te sjen is yn in relatyf lege VSWR.
Figuer 1. Typyske hoarnantenne mei in stadichoan útwreidzjende golfliederaperture.
2. Bedriuwsfrekwinsje fan hoarnantennes
Hoarnantennes hawwe gjin ien universeel frekwinsjeberik.
Harren wurkfrekwinsje wurdt foar in grut part bepaald troch degolfliederôfmjittings, golfliedermodus, apertuergeometry, feedstruktuer, en bedoelde bânbreedte.
Tradisjonele hoarnantennes binne foaral gewoan by mikrogolf- en millimetergolffrekwinsjes, om't golfgeleiderôfmjittings praktysk wurde as de golflingte ôfnimt. Spesjaal ûntworpen breedbânhoarnstrukturen kinne lykwols ek operearje by legere frekwinsjes, wylst presyzjegolfgeleiderhoarns har goed útwreidzje kinne yn millimetergolf- en sub-THz-bannen.
Bygelyks, ûntwerpen fan hoarnantennes kinne fûn wurde fan it berik fan hûnderten megahertz oant fier boppe 100 GHz. RF MISO biedt op it stuit breedbânhoarnkonfiguraasjes oan dy't operearje fan300–750 MHz, lykas konyske hoarnantennes dy't bedekke220–325 GHz, wat yllustrearret hoe breed it praktyske frekwinsjespan fan dizze antennefamylje wêze kin.
3. Haadtypen fan hoarnantennes
3.1 Sektorale hoarnantenne
In sektorale hoarn wurdt produsearre as in rjochthoekige golflieder yn mar ien flak útwreidzjen wurdt.
As de golflieder útwreide wurdt yn 'eE-fleantúch, de struktuer wurdt in neamdE-plane sektorhoarnAs de útwreiding plakfynt yn 'eH-flak, it wurdt in neamdH-flak sektorhoarn.
Omdat de aperture-diminsje mar yn ien flak tanimt, is de strielfoarming mear útsprutsen yn dat oerienkommende flak.
3.2 Piramidale hoarnantenne
In piramidale hoarn wurdt foarme as in rjochthoekige golflieder útwreid wurdt yn sawol de E-flak as de H-flak rjochting.
De resultearjende struktuer liket op in ôfkoarte piramide en soarget foar útwreiding fan 'e iepening yn beide dimensjes.
Piramidefoarmige hoarnen wurde in soad brûkt asstandertfersterkingshoarnen en referinsjeantennesom't har winst- en stralingspatroanen sekuer karakterisearre wurde kinne.
RF MISO, bygelyks, biedt hoarnantennes mei standertfersterking oan oer ferskate mikrogolf- en millimetergolfbannen. De WR10-hoarnfamylje mei standertfersterking omfettet modellen dy't wurkje fan ...75 oant 110 GHz, mei spesifisearre fersterking, VSWR, polarisaasje en beambreedte-karakteristiken.
3.3 Konyske hoarnantenne
In konyske hoarn wurdt oer it generaal foarme troch stadichoan in sirkelfoarmige golflieder út te wreidzjen nei in sirkelfoarmige iepening.
Oars as in piramidale hoarn, dy't ûntstiet út in rjochthoekige golflieder, hat in konyske hoarn rotaasje-symmetryske geometry.
Konyske hoarnantennes wurde faak brûkt yn mikrogolf-, millimetergolf-, feed- en mjitapplikaasjes. Ofhinklik fan 'e feedstruktuer en it polarisaasjenetwurk kinne se ek mear spesjalisearre polarisaasjekonfiguraasjes stypje.
Figuer 2. Typyske konfiguraasjes fan hoarnantennes: E-flak sektoraal, H-flak sektoraal, piramidale en konyske hoarnen.
4. Flarehoek, Aperturegrutte en Hoarnlingte
De geometry fan in hoarn hat in direkte ynfloed op syn elektromagnetyske prestaasjes.
Trije wichtige ûntwerpparameters binne:
flarehoek, diafragmagrutte en hoarnlingte.
In gruttere diafragma kin oer it algemien in hegere rjochting en in smelle striel leverje, mar gewoan de flarehoeke ferheegje leveret net automatysk bettere prestaasjes op.
As de hoarn te koart is foar in bepaalde diafragmagrutte, kin der tefolle fazefariaasje oer it diafragma foarkomme. Dit ferminderet de diafragma-effisjinsje en kin it strielingspatroan fersteure.
Omkeard fergruttet it te lang meitsjen fan 'e hoarn de meganyske grutte en it gewicht sûnder needsaaklik in evenredige ferbettering fan 'e prestaasjes te leverjen.
Hoarnûntwerp omfettet dêrom lykwicht:
- Diafragmagrutte
- Flarehoek
- Lingte
- Fazefout
- Winst
- Straalbreedte
- Mechanyske ôfmjittings
5. Strielingspatroan en strielkarakteristiken
Hoarnantennes binne oer it algemien rjochtingsradiators.
Elektromagnetyske enerzjy wurdt benammen konsintrearre yn 'e foarútrjochting troch de iepening, wêrtroch't in dúdlik definiearre haadstriel tegearre mei sydlobben ûntstiet.
Twa besunigings op strielingspatroanen binne benammen wichtich:
- E-flak strielingspatroan
- H-flak strielingspatroan
De3 dB strielbreedtewurdt faak brûkt om de hoekebreedte fan 'e haadstriel te beskriuwen tusken de twa punten dêr't it útstrielde fermogen 3 dB ûnder syn maksimale wearde falt.
Yn 't algemien fergruttet it fergrutsjen fan 'e effektive diafragma relatyf oan de golflingte de rjochtingsfermogen en hat de neiging om de striel te fersmellen.
Dizze relaasje kin ek waarnommen wurde yn praktyske millimetergolfhoarnantennes. Bygelyks, de standertfersterkingshoarnen fan 75–110 GHz fan RF MISO spesifisearje E-plane en H-plane beambreedte-karakteristiken tegearre mei fersterkings- en VSWR-gegevens.
Figuer 3. Yllustraasje fan elektromagnetyske weachútwreiding en strieling troch in hoarnaperture.
6. Foardielen fan hoarnantennes
Hoarnantennes biede ferskate foardielen foar RF- en mikrogolfsystemen:
Goede rjochtingsfermogen
De fergrutte diafragma konsintrearret strieling nei de foarútrjochting.
Foarsisbere strielingseigenskippen
Goed ûntwurpen hoarnantennes kinne stabile en goed definieare E-flak- en H-flakpatroanen leverje.
Goede impedânsje-oerienkomst
De stadige oergong fan golflieder nei frije romte kin refleksje ferminderje en in lege VSWR stypje.
Matige oant hege winst
Ferskillende diafragma's en hoarnlengten kinne ûntwurpen wurde om ferskate fersterkingsnivo's te leverjen.
Relatyf ienfâldige struktuer
Yn ferliking mei in protte komplekse antenne-arsjitektueren mei hege winst binne konvinsjonele hoarnen meganysk ienfâldich en robuust.
Geskikt foar hege-frekwinsje mjitting
Harren op golflieders basearre arsjitektuer makket hoarnantennes benammen weardefol yn mikrogolf- en millimetergolfmjitsystemen.
7. Untwerpoerwagings en beheiningen
Hoarnantennes omfetsje ek ferskate technyske ôfwagings.
Hegere fersterking fereasket oer it algemien in gruttere elektryske iepening, wat de fysike ôfmjittings fan 'e antenne kin fergrutsje.
De relaasje tusken diafragmagrutte, hoarnlingte en flarehoeke moat ek sekuer kontroleare wurde om in akseptabele fazeferdieling oer de diafragma te behâlden.
By tige hege frekwinsjes wurde ferwurkingsnauwkeurigens, oerflakkwaliteit, golfliederôfmjittings en flensútrjochting hieltyd wichtiger, om't sels relatyf lytse meganyske flaters in wichtige fraksje fan 'e golflingte kinne fertsjintwurdigje.
Yngenieurs moatte dêrom net allinich winst en frekwinsjeberik evaluearje, mar ek:
VSWR, polarisaasje, krúspolarisaasjeprestaasjes, beambreedte, sidelobenivo, RF-ynterface, enerzjybehanneling en meganyske tolerânsje.
8. Tapassingen fan hoarnantennes
Fanwegen har rjochtingsstrieling, stabile skaaimerken en kompatibiliteit mei golfliedersystemen wurde hoarnantennes in soad brûkt yn:
- Mjitting fan antennefersterking
- Mjitting fan strielingspatroan
- EMC- en EMI-testen
- Radarsystemen
- Mikrogolf- en millimetergolfkommunikaasje
- Testen fan satellytantennes
- Rjochtingsfining en tafersjoch
- Anechoyske keamermjitting
- Reflektorantenne-feeds
- RF-ûndersyk en laboratoariumsystemen
- Kalibraasje- en referinsjeantenne-applikaasjes
Breedbânhoarnûntwerpen kinne ek in brede wurkbânbreedte leverje foar mjit- en monitoringsystemen. Bygelyks, de 18–40 GHz breedbânhoarnantennes fan RF MISO binne spesifisearre foar tapassingen lykas mikrogolftesten, antennemjitting, satellytantennetesten, rjochtingsfinen, tafersjoch en EMC-relatearre mjittingen.
Konklúzje
In hoarnantenne transformearret in begeliede elektromagnetyske weach yn rjochtingstrieling yn 'e frije romte troch in stadichoan útwreidzjende weachliederaperture.
Syn kombinaasje fangoede impedânsjeoanpassing, rjochtingsstrieling, foarsisbere strielkarakteristiken, nuttige fersterking en relatyf ienfâldige konstruksjehat de hoarn ien fan 'e wichtichste antennestrukturen makke yn mikrogolf- en millimeterwelle-technyk.
Fan sektorale en piramidale hoarnen oant konyske en breedbânûntwerpen kinne ferskate struktueren optimalisearre wurde foar spesifike frekwinsjeberik, polarisaasjeeasken, fersterkingsnivo's en mjitomjouwings.
Foar yngenieurs dy't in hoarnantenne selektearje, is it frekwinsjeberik allinich it útgongspunt. Fersterking, VSWR, beambreedte, polarisaasje, golflieder- of koaksiale ynterface, fermogen om te behanneljen en meganyske dimensjes moatte allegear wurde evaluearre neffens de easken fan it folsleine RF-systeem.
Pleatsingstiid: 21 augustus 2026
