Die Geschichte der Hornantennen reicht bis ins Jahr 1897 zurück, als der Radioforscher Jagadish Chandra Bose bahnbrechende experimentelle Entwürfe mit Mikrowellen durchführte. Später erfanden GC Southworth und Wilmer Barrow 1938 die Struktur der modernen Hornantenne. Seitdem wurden Hornantennendesigns kontinuierlich untersucht, um ihre Strahlungsmuster und Anwendungen in verschiedenen Bereichen zu erklären. Diese Antennen sind im Bereich der Wellenleiterübertragung und Mikrowellen sehr bekannt und werden daher oft genanntMikrowellenantennen. Daher wird in diesem Artikel die Funktionsweise von Hornantennen und ihre Anwendung in verschiedenen Bereichen untersucht.
Was ist eine Hornantenne?
A Hornantenneist eine speziell für Mikrowellenfrequenzen entwickelte Aperturantenne mit einem verbreiterten, hornförmigen Ende. Diese Struktur verleiht der Antenne eine höhere Richtwirkung, wodurch das ausgesendete Signal problemlos über große Entfernungen übertragen werden kann. Hornantennen arbeiten hauptsächlich im Mikrowellenbereich, daher liegt ihr Frequenzbereich üblicherweise im UHF- oder EHF-Bereich.
RFMISO-Hornantenne RM-CDPHA618-20 (6-18 GHz)
Diese Antennen werden als Speisehörner für große Antennen wie Parabol- und Richtantennen verwendet. Zu ihren Vorteilen zählen einfache Konstruktion und Einstellung, ein niedriges Stehwellenverhältnis, eine moderate Richtwirkung und eine große Bandbreite.
Aufbau und Funktionsweise einer Hornantenne
Hornantennendesigns können mit hornförmigen Wellenleitern zum Senden und Empfangen von Hochfrequenz-Mikrowellensignalen realisiert werden. Typischerweise werden sie in Verbindung mit Wellenleiterzuleitungen verwendet und leiten Radiowellen, um schmale Strahlen zu erzeugen. Der aufgeweitete Abschnitt kann verschiedene Formen haben, z. B. quadratisch, konisch oder rechteckig. Für einen einwandfreien Betrieb sollte die Antenne möglichst klein sein. Bei sehr großer Wellenlänge oder kleiner Horngröße funktioniert die Antenne nicht einwandfrei.
Umrisszeichnung einer Hornantenne
Bei einer Hornantenne wird ein Teil der einfallenden Energie aus dem Eingang des Wellenleiters abgestrahlt, während die restliche Energie vom Eingang reflektiert wird, da dieser offen ist. Dies führt zu einer schlechten Impedanzanpassung zwischen Raum und Wellenleiter. Zusätzlich beeinträchtigt Beugung an den Kanten des Wellenleiters dessen Strahlungsvermögen.
Um die Nachteile des Wellenleiters zu überwinden, ist die Endöffnung in Form eines elektromagnetischen Horns gestaltet. Dies ermöglicht einen sanften Übergang zwischen Raum und Wellenleiter und sorgt für eine bessere Richtwirkung der Funkwellen.
Durch die Veränderung des Wellenleiters in Form einer Hornstruktur werden die Diskontinuität und die Impedanz von 377 Ohm zwischen Raum und Wellenleiter eliminiert. Dies verbessert die Richtwirkung und den Gewinn der Sendeantenne durch Reduzierung der Beugung an den Kanten und sorgt so für eine nach vorne abgestrahlte Einfallsenergie.
So funktioniert eine Hornantenne: Sobald ein Ende des Wellenleiters angeregt wird, entsteht ein Magnetfeld. Bei der Wellenleiterausbreitung kann das sich ausbreitende Feld durch die Wellenleiterwände so gesteuert werden, dass es sich nicht kugelförmig, sondern ähnlich wie im freien Raum ausbreitet. Sobald das Feld das Wellenleiterende erreicht, breitet es sich wie im freien Raum aus, sodass am Wellenleiterende eine sphärische Wellenfront entsteht.
Gängige Typen von Hornantennen
Standard-Hornantenneist ein in Kommunikationssystemen weit verbreiteter Antennentyp mit fester Verstärkung und Strahlbreite. Dieser Antennentyp eignet sich für viele Anwendungen und bietet eine stabile und zuverlässige Signalabdeckung sowie eine hohe Übertragungseffizienz und gute Entstörungsfähigkeit. Hornantennen mit Standardverstärkung werden üblicherweise in der Mobilkommunikation, Festnetzkommunikation, Satellitenkommunikation und anderen Bereichen eingesetzt.
Produktempfehlungen für RFMISO-Hornantennen mit Standardverstärkung:
RM-SGHA159-20 (4,90–7,05 GHz)
RM-SGHA90-15 (8,2–12,5 GHz)
RM-SGHA284-10 (2,60–3,95 GHz)
Breitband-Hornantenneist eine Antenne zum Empfangen und Senden von Funksignalen. Sie verfügt über Breitbandeigenschaften, kann Signale in mehreren Frequenzbändern gleichzeitig empfangen und in verschiedenen Frequenzbändern eine gute Leistung erbringen. Sie wird häufig in drahtlosen Kommunikationssystemen, Radarsystemen und anderen Anwendungen eingesetzt, die eine Breitbandabdeckung erfordern. Ihre trichterförmige Struktur ermöglicht den effektiven Empfang und die Übertragung von Signalen und zeichnet sich durch hohe Entstörungsfähigkeit und große Übertragungsreichweiten aus.
Produktempfehlungen für RFMISO-Breitband-Hornantennen:
RM-BDHA618-10 (6-18 GHz)
RM-BDPHA4244-21 (42–44 GHz)
RM-BDHA1840-15B (18–40 GHz)
Dual polarisierte Hornantenneist eine Antenne, die speziell zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen in zwei orthogonalen Richtungen entwickelt wurde. Sie besteht üblicherweise aus zwei vertikal angeordneten gewellten Hornantennen, die gleichzeitig polarisierte Signale in horizontaler und vertikaler Richtung senden und empfangen können. Sie wird häufig in Radar-, Satellitenkommunikations- und Mobilfunksystemen eingesetzt, um die Effizienz und Zuverlässigkeit der Datenübertragung zu verbessern. Diese Art von Antenne zeichnet sich durch einfaches Design und stabile Leistung aus und ist in der modernen Kommunikationstechnologie weit verbreitet.
RFMISO Dual Polarisation Hornantenne Produktempfehlung:
RM-BDPHA0818-12 (0,8–18 GHz)
RM-CDPHA218-15 (2–18 GHz)
RM-DPHA6090-16 (60–90 GHz)
Zirkularpolarisations-Hornantenneist eine speziell entwickelte Antenne, die elektromagnetische Wellen gleichzeitig in vertikaler und horizontaler Richtung empfangen und senden kann. Sie besteht üblicherweise aus einem kreisförmigen Hohlleiter und einer speziell geformten Trichteröffnung. Durch diese Struktur wird zirkular polarisiertes Senden und Empfangen erreicht. Dieser Antennentyp wird häufig in Radar-, Kommunikations- und Satellitensystemen eingesetzt und bietet zuverlässigere Signalübertragung und -empfang.
Produktempfehlungen für zirkular polarisierte Hornantennen von RFMISO:
RM-CPHA82124-20 (8,2-12,4 GHz)
RM-CPHA09225-13 (0,9–2,25 GHz)
RM-CPHA218-16 (2-18 GHz)
Vorteile der Hornantenne
1. Keine Resonanzkomponenten und kann in einer großen Bandbreite und einem großen Frequenzbereich arbeiten.
2. Das Strahlbreitenverhältnis beträgt üblicherweise 10:1 (1 GHz – 10 GHz), manchmal bis zu 20:1.
3. Einfaches Design.
4. Einfacher Anschluss an Wellenleiter- und Koaxial-Zuleitungen.
5. Mit niedrigem Stehwellenverhältnis (SWR) kann es stehende Wellen reduzieren.
6. Gute Impedanzanpassung.
7. Die Leistung ist über den gesamten Frequenzbereich stabil.
8. Kann kleine Blättchen bilden.
9. Wird als Speisehorn für große Parabolantennen verwendet.
10. Sorgen Sie für eine bessere Richtung.
11. Vermeiden Sie stehende Wellen.
12. Keine Resonanzkomponenten und kann über eine große Bandbreite arbeiten.
13. Es hat eine starke Direktionalität und bietet eine höhere Direktionalität.
14. Sorgt für weniger Reflexion.
Anwendung der Hornantenne
Diese Antennen werden hauptsächlich in der astronomischen Forschung und für mikrowellenbasierte Anwendungen eingesetzt. Sie können als Speiseelemente zur Messung verschiedener Antennenparameter im Labor verwendet werden. Bei Mikrowellenfrequenzen sind diese Antennen einsetzbar, solange sie eine moderate Verstärkung aufweisen. Um eine mittlere Verstärkung zu erreichen, muss die Hornantenne größer sein. Diese Antennentypen eignen sich für Radarkameras, um Störungen des erforderlichen Reflexionsverhaltens zu vermeiden. Parabolreflektoren können durch Speiseelemente wie Hornantennen angeregt werden, wodurch die Reflektoren durch die höhere Richtwirkung beleuchtet werden.
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Veröffentlichungszeit: 28. März 2024
