Die Hornantenne ist eine der am weitesten verbreiteten Antennen mit einfacher Struktur, großem Frequenzbereich, großer Leistungskapazität und hohem Gewinn.Hornantennenwerden häufig als Speiseantennen in der groß angelegten Radioastronomie, Satellitenverfolgung und Kommunikationsantennen verwendet.Es dient nicht nur als Speisung für Reflektoren und Linsen, sondern ist auch ein häufiges Element in Phased-Arrays und dient als gemeinsamer Standard für Kalibrierung und Gewinnmessungen anderer Antennen.
Eine Hornantenne entsteht durch schrittweises Entfalten eines rechteckigen Hohlleiters oder eines kreisförmigen Hohlleiters auf eine bestimmte Weise.Durch die allmähliche Erweiterung der Wellenleitermündungsoberfläche wird die Anpassung zwischen Wellenleiter und Freiraum verbessert, wodurch der Reflexionskoeffizient kleiner wird.Für den gespeisten Rechteckhohlleiter sollte möglichst eine Singlemode-Übertragung erreicht werden, d. h. es werden nur TE10-Wellen übertragen.Dies konzentriert nicht nur die Signalenergie und reduziert den Verlust, sondern vermeidet auch die Auswirkungen von Intermode-Interferenzen und zusätzlicher Streuung durch mehrere Moden..
Entsprechend den unterschiedlichen Einsatzmethoden von Hornantennen können diese unterteilt werdenSektorhornantennen, Pyramidenhornantennen,konische Hornantennen, Wellhornantennen, geriffelte Hornantennen, Multimode-Hornantennen usw. Diese gängigen Hornantennen werden im Folgenden beschrieben.Einführung nacheinander
Sektorhornantenne
E-Flugzeug-Sektor-Hornantenne
Die E-Plane-Sektor-Hornantenne besteht aus einem rechteckigen Hohlleiter, der in einem bestimmten Winkel in Richtung des elektrischen Feldes geöffnet ist.
Die folgende Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse der E-Plane-Sektor-Hornantenne.Es ist ersichtlich, dass die Strahlbreite dieses Musters in Richtung der E-Ebene schmaler ist als in Richtung der H-Ebene, was durch die größere Apertur der E-Ebene verursacht wird.
H-Ebenen-Sektor-Hornantenne
Die Hornantenne mit H-Ebenen-Sektor besteht aus einem rechteckigen Hohlleiter, der in einem bestimmten Winkel in Richtung des Magnetfelds geöffnet ist.
Die folgende Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse der H-Ebenen-Sektor-Hornantenne.Es ist ersichtlich, dass die Strahlbreite dieses Musters in Richtung der H-Ebene schmaler ist als in Richtung der E-Ebene, was durch die größere Apertur der H-Ebene verursacht wird.
RFMISO-Sektor-Hornantennenprodukte:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Pyramidenhornantenne
Die Pyramidenhornantenne besteht aus einem rechteckigen Hohlleiter, der in einem bestimmten Winkel gleichzeitig in zwei Richtungen geöffnet wird.
Die folgende Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse einer Pyramidenhornantenne.Seine Strahlungseigenschaften sind im Grunde eine Kombination aus E-Ebenen- und H-Ebenen-Sektorhörnern.
Konische Hornantenne
Wenn das offene Ende eines kreisförmigen Hohlleiters hornförmig ist, spricht man von einer konischen Hornantenne.Eine Kegelhornantenne hat darüber eine kreisförmige oder elliptische Öffnung.
Die folgende Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse der konischen Hornantenne.
RFMISO-Produkte für konische Hornantennen:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Wellhornantenne
Eine Wellhornantenne ist eine Hornantenne mit einer gewellten Innenfläche.Es bietet die Vorteile eines breiten Frequenzbandes, einer geringen Kreuzpolarisation und einer guten Strahlsymmetrieleistung, seine Struktur ist jedoch komplex und die Verarbeitungsschwierigkeiten und -kosten sind hoch.
Wellhornantennen können in zwei Typen unterteilt werden: Pyramidenwellhornantennen und konische Wellhornantennen.
RFMISO Wellhornantennenprodukte:
RM-CHA140220-22
Pyramidenförmige Wellhornantenne
Konische Wellhornantenne
Die folgende Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse der konischen Wellhornantenne.
Geriffelte Hornantenne
Wenn die Betriebsfrequenz einer herkömmlichen Hornantenne mehr als 15 GHz beträgt, beginnt sich die Hinterkeule zu teilen und der Pegel der Nebenkeule steigt.Das Hinzufügen einer Rippenstruktur zum Lautsprecherhohlraum kann die Bandbreite erhöhen, die Impedanz verringern, die Verstärkung erhöhen und die Richtwirkung der Strahlung verbessern.
Gerippte Hornantennen werden hauptsächlich in Doppelsteg-Hornantennen und Viersteg-Hornantennen unterteilt.Im Folgenden wird die gebräuchlichste Pyramiden-Doppelsteg-Hornantenne als Beispiel für die Simulation verwendet.
Pyramid Double Ridge Hornantenne
Durch das Hinzufügen zweier Stegstrukturen zwischen dem Wellenleiterteil und dem Hornöffnungsteil entsteht eine Doppelsteg-Hornantenne.Der Wellenleiterabschnitt ist in einen hinteren Hohlraum und einen Rippenwellenleiter unterteilt.Der hintere Hohlraum kann die im Wellenleiter angeregten Moden höherer Ordnung herausfiltern.Der Stegwellenleiter reduziert die Grenzfrequenz der Hauptmodenübertragung und erreicht so den Zweck der Verbreiterung des Frequenzbandes.
Die geriffelte Hornantenne ist kleiner als die allgemeine Hornantenne im gleichen Frequenzband und hat einen höheren Gewinn als die allgemeine Hornantenne im gleichen Frequenzband.
Die folgende Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse der pyramidenförmigen Doppelsteg-Hornantenne.
Multimode-Hornantenne
In vielen Anwendungen müssen Hornantennen symmetrische Muster in allen Ebenen, Phasenmittenübereinstimmung in den $E$- und $H$-Ebenen sowie die Unterdrückung von Nebenkeulen bereitstellen.
Die Multimode-Anregungshornstruktur kann den Strahlausgleichseffekt jeder Ebene verbessern und den Nebenkeulenpegel reduzieren.Eine der gebräuchlichsten Multimode-Hornantennen ist die konische Dual-Mode-Hornantenne.
Konische Dual-Mode-Hornantenne
Das Dual-Mode-Kegelhorn verbessert das E-Ebenenmuster durch Einführung eines TM11-Modus höherer Ordnung, sodass sein Muster axialsymmetrische, ausgeglichene Strahleigenschaften aufweist.Die folgende Abbildung ist ein schematisches Diagramm der elektrischen Aperturfeldverteilung des Hauptmodus TE11-Modus und des Modus höherer Ordnung TM11 in einem kreisförmigen Wellenleiter und seiner synthetisierten Aperturfeldverteilung.
Die strukturelle Implementierungsform des Dual-Mode-Konushorns ist nicht einzigartig.Zu den gängigen Implementierungsmethoden gehören Potter-Horn und Pickett-Potter-Horn.
Die folgende Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse der Potter-Dual-Mode-Konushornantenne.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.03.2024
