Hur beräknar man måtten på en hornantenn?

Hej där! Jag är hos en leverantör av hornantenner, och idag vill jag prata om hur man beräknar måtten på en hornantenn. Det är ett ämne som är superviktigt om du gillar antenner, oavsett om du är en hobby eller ett proffs inom området.

Först och främst, låt oss förstå vad en hornantenn är. Det är i princip en antenn som blossar ut i form av ett horn. Denna utsvängda design hjälper till att rikta radiovågorna mer effektivt. Hornantenner används i en mängd applikationer, som radarsystem, satellitkommunikation och mikrovågstestning.

Grunderna för hornantenndimensioner

När vi pratar om måtten på en hornantenn finns det några viktiga mått som vi måste ta hänsyn till. Dessa inkluderar hornets längd, öppningsdimensionerna (öppningen i slutet av hornet) och utvidgningsvinkeln. Var och en av dessa dimensioner spelar en avgörande roll för att bestämma antennens prestanda.

Bländarmått

Bländarmåtten är superviktiga då de påverkar antennens förstärkning och strålningsmönster. Förstärkningen av en antenn är ett mått på hur väl den kan fokusera radiovågorna i en viss riktning. En större bländare betyder generellt högre förstärkning.

För att beräkna bländarmåtten börjar vi vanligtvis med antennens driftsfrekvens. Våglängden (λ) för radiovågen vid arbetsfrekvensen ges av formeln:

λ = c/f

där c är ljusets hastighet (ungefär 3 x 10^8 m/s) och f är arbetsfrekvensen.

För en rektangulär hornantenn är bländardimensionerna (a och b) ofta relaterade till våglängden. En vanlig tumregel är att den längre sidan av bländaren (a) ska vara cirka 2 - 3 gånger våglängden, och den kortare sidan (b) ska vara cirka 1 - 2 gånger våglängden. Men detta kan variera beroende på applikationens specifika krav.

Om vi ​​till exempel arbetar med en frekvens på 10 GHz är våglängden:

λ = (3 x 10^8 m/s) / (10 x 10^9 Hz) = 0,03 m = 3 cm

Så en bra utgångspunkt för bländarmåtten kan vara a = 2λ = 6 cm och b = λ = 3 cm.

Flare vinkel

Hornets utvidgningsvinkel påverkar också antennens prestanda. En mindre utvidgningsvinkel resulterar i en mer gradvis övergång av radiovågorna från vågledaren (den del som matar hornet) till det fria utrymmet. Detta kan leda till lägre reflektioner och bättre impedansmatchning.

Utvidgningsvinkeln (θ) kan beräknas baserat på längden på hornet (L) och bländarmåtten. För ett rektangulärt horn kan utvidgningsvinkeln i E - planet (planet där det elektriska fältet är polariserat) och H - planet (planet där magnetfältet är polariserat) beräknas med hjälp av trigonometri.

I E-planet, om öppningsdimensionen i E-planet är a och hornets längd är L, ges utvidgningsvinkeln θ_E av:

tan(θ_E/2) = (till/2) / L

På liknande sätt, i H-planet, om öppningsdimensionen i H-planet är b och hornets längd är L, ges utvidgningsvinkeln θ_H av:

tan(θ_H/2) = (b/2)/L

Hornets längd

Längden på hornet är en annan viktig dimension. Ett längre horn ger generellt bättre impedansmatchning och ett mer enhetligt strålningsmönster. Men det gör också antennen större och dyrare.

Längden på hornet kan beräknas utifrån önskad utvidgningsvinkel och bländarmåtten. Om vi ​​arrangerar om ekvationerna för utvidgningsvinkeln kan vi få hornets längd. Till exempel, i E-planet:

L = (till/2) / so(θ_E/2)

Olika typer av hornantenner och deras dimensionsberäkningar

Det finns olika typer av hornantenner, som rektangulära hornantenner, pyramidformade hornantenner och koniska hornantenner. Varje typ har sitt eget sätt att beräkna måtten.

Rektangulära hornantenner

Som vi redan har diskuterat, för rektangulära hornantenner, beräknar vi bländardimensionerna baserat på våglängden och använder sedan trigonometri för att beräkna flarevinkeln och längden på hornet.

Pyramidala hornantenner

En pyramidformad hornantenn är en kombination av två rektangulära horn utvidgade i både E-planet och H-planet. Beräkningarna för bländardimensioner, utvidgningsvinklar och längd liknar de för rektangulära hornantenner, men vi måste överväga båda planen separat.

Koniska hornantenner

Koniska hornantenner har en cirkulär öppning. Bländardiametern (D) är relaterad till våglängden, liknande de rektangulära öppningsdimensionerna. En vanlig tumregel är att bländardiametern ska vara cirka 2 - 3 gånger våglängden.

Utvidgningsvinkeln för ett koniskt horn definieras som vinkeln mellan hornets axel och sidan av hornet. Längden på det koniska hornet kan beräknas med hjälp av trigonometri baserat på utvidgningsvinkeln och öppningsdiametern.

Praktiska överväganden

När vi beräknar måtten på en hornantenn finns det några praktiska överväganden vi måste tänka på.

Tillverkningstoleranser

I verklig tillverkning finns det alltid vissa toleranser. De faktiska måtten på hornantennen kan avvika något från de beräknade värdena. Dessa toleranser kan påverka antennens prestanda, så det är viktigt att välja en tillverkningsprocess som kan uppnå den noggrannhet som krävs.

Frekvensintervall

De beräknade måtten är vanligtvis optimerade för en specifik driftfrekvens. Men i många applikationer måste antennen fungera över ett frekvensområde. I sådana fall måste vi använda tekniker som bredbandsmatchning för att säkerställa bra prestanda över hela frekvensområdet.

Varför välja våra hornantenner?

Vi är en ledande leverantör avHornantenner. Våra hornantenner är designade och tillverkade med högsta precision, vilket säkerställer att dimensionerna ligger så nära de beräknade värdena som möjligt. Detta resulterar i utmärkta prestanda när det gäller förstärkning, strålningsmönster och impedansmatchning.

Vi erbjuder också ett brett utbud av hornantenner för att passa olika applikationer. Oavsett om du behöver en hornantenn för radar, satellitkommunikation eller mikrovågstestning så har vi dig täckt.

Förutom hornantenner levererar vi ävenLogga - periodiska antenner, som är bra för bredbandstillämpningar.

Om du är på marknaden för högkvalitativa hornantenner eller andra typer av antenner, tveka inte att kontakta oss. Vi är alltid redo att hjälpa dig att välja rätt antenn för dina behov och svara på alla frågor du kan ha. Oavsett om du är ett litet företag eller ett stort företag, kan vi ge dig de bästa lösningarna till konkurrenskraftiga priser.

Slutsats

Att beräkna måtten på en hornantenn är en komplex men viktig process. Genom att förstå de grundläggande principerna och ekvationerna kan vi designa hornantenner som uppfyller de specifika kraven för olika applikationer. På vårt företag använder vi dessa beräkningar för att tillverka högpresterande hornantenner. Så om du letar efter pålitliga och effektiva hornantenner, kontakta oss. Vi är här för att hjälpa dig med alla dina antennbehov.

Referenser

• Balanis, Constantine A. "Antennteori: analys och design." Wiley, 2016.
• Kraus, John D. "Antenner." McGraw - Hill, 1988.