Как да изчислим размерите на рупорна антена?

Здравейте! Аз съм с доставчик на рупорни антени и днес искам да говоря за това как да изчисля размерите на рупорна антена. Това е тема, която е изключително важна, ако се интересувате от антени, независимо дали сте любител или професионалист в областта.

Първо, нека разберем какво е рупорна антена. По същество това е антена, която се простира във формата на рог. Този разширен дизайн помага за по-ефективното насочване на радиовълните. Рупорните антени се използват в куп приложения, като радарни системи, сателитна комуникация и микровълново тестване.

Основите на размерите на рупорната антена

Когато говорим за размерите на рупорна антена, има няколко ключови измервания, които трябва да вземем предвид. Те включват дължината на клаксона, размерите на отвора (отвора в края на клаксона) и ъгъла на разширяване. Всяко от тези измерения играе решаваща роля при определяне на производителността на антената.

Размери на блендата

Размерите на апертурата са изключително важни, тъй като влияят върху усилването на антената и диаграмата на излъчване. Коефициентът на усилване на антената е мярка за това колко добре тя може да фокусира радиовълните в определена посока. По-голямата бленда обикновено означава по-голямо усилване.

За да изчислим размерите на апертурата, обикновено започваме с работната честота на антената. Дължината на вълната (λ) на радиовълната при работна честота се дава по формулата:

λ = c / f

където c е скоростта на светлината (приблизително 3 x 10^8 m/s) и f е работната честота.

За правоъгълна рупорна антена размерите на отвора (a и b) често са свързани с дължината на вълната. Общоприето правило е, че по-дългата страна на отвора (a) трябва да бъде около 2 - 3 пъти дължината на вълната, а по-късата страна (b) трябва да бъде около 1 - 2 пъти дължината на вълната. Но това може да варира в зависимост от специфичните изисквания на приложението.

Например, ако работим на честота от 10 GHz, дължината на вълната е:

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

Така че добра отправна точка за размерите на отвора може да бъде a = 2λ = 6 cm и b = λ = 3 cm.

Ъгъл на пламване

Ъгълът на факела на клаксона също влияе върху работата на антената. По-малкият ъгъл на пламване води до по-плавен преход на радиовълните от вълновода (частта, която захранва клаксона) към свободното пространство. Това може да доведе до по-ниски отражения и по-добро съгласуване на импеданса.

Ъгълът на разширяване (θ) може да се изчисли въз основа на дължината на клаксона (L) и размерите на отвора. За правоъгълен рог, ъгълът на пламване в равнината E (равнината, в която електрическото поле е поляризирано) и равнината H (равнината, в която е поляризирано магнитното поле) може да се изчисли с помощта на тригонометрия.

В равнината E, ако размерът на отвора в равнината E е a и дължината на клаксона е L, ъгълът на разширение θ_E се дава от:

тен (θ_E/2) = (до/2) / L

По същия начин, в равнината H, ако размерът на отвора в равнината H е b и дължината на клаксона е L, ъгълът на разширение θ_H се дава от:

тен (θ_H/2) = (b/2) / L

Дължина на рога

Дължината на рога е друго важно измерение. По-дългият рог обикновено осигурява по-добро съвпадение на импеданса и по-равномерен модел на излъчване. Това обаче прави антената по-голяма и по-скъпа.

Дължината на клаксона може да се изчисли въз основа на желания ъгъл на разширяване и размерите на отвора. Пренареждайки уравненията за ъгъла на разширяване, можем да получим дължината на клаксона. Например в равнината E:

L = (до/2) / така (θ_E/2)

Различни видове рупорни антени и техните изчисления на размерите

Има различни видове рупорни антени, като правоъгълни рупорни антени, пирамидални рупорни антени и конични рупорни антени. Всеки тип има свой собствен начин за изчисляване на размерите.

Правоъгълни рупорни антени

Както вече обсъдихме, за правоъгълни рупорни антени, ние изчисляваме размерите на апертурата въз основа на дължината на вълната и след това използваме тригонометрия, за да изчислим ъгъла на отклоняване и дължината на рупора.

Пирамидални рогови антени

Пирамидалната рупорна антена е комбинация от две правоъгълни рупорни, изпъкнали както в равнината E, така и в равнината H. Изчисленията за размерите на апертурата, ъглите на пламване и дължината са подобни на тези за правоъгълни рупорни антени, но трябва да разгледаме двете равнини поотделно.

Конични рупорни антени

Коничните рупорни антени имат кръгъл отвор. Диаметърът на отвора (D) е свързан с дължината на вълната, подобно на размерите на правоъгълния отвор. Общо правило е, че диаметърът на блендата трябва да бъде около 2-3 пъти по-голям от дължината на вълната.

Ъгълът на разширение на коничен рог се определя като ъгъл между оста на клаксона и страната на клаксона. Дължината на коничния рог може да се изчисли с помощта на тригонометрия въз основа на ъгъла на разширяване и диаметъра на отвора.

Практически съображения

Когато изчисляваме размерите на рупорна антена, има някои практически съображения, които трябва да имаме предвид.

Производствени толеранси

В реалното производство винаги има някои толеранси. Действителните размери на рупорната антена може леко да се отклоняват от изчислените стойности. Тези допустими отклонения могат да повлияят на работата на антената, така че е важно да изберете производствен процес, който може да постигне необходимата точност.

Честотен диапазон

Изчислените размери обикновено се оптимизират за определена работна честота. Въпреки това, в много приложения антената трябва да работи в диапазон от честоти. В такива случаи трябва да използваме техники като широколентово съпоставяне, за да осигурим добро представяне в целия честотен диапазон.

Защо да изберете нашите рупорни антени?

Ние сме водещ доставчик наРолкови антени. Нашите рупорни антени са проектирани и произведени с най-висока прецизност, като се гарантира, че размерите са възможно най-близки до изчислените стойности. Това води до отлична производителност по отношение на усилване, модел на излъчване и съгласуване на импеданса.

Ние също така предлагаме широка гама от рупорни антени за различни приложения. Независимо дали имате нужда от рупорна антена за радар, сателитна комуникация или микровълново тестване, ние ще ви покрием.

Освен рупорни антени доставяме иLog - периодични антени, които са чудесни за широколентови приложения.

Ако сте на пазара за висококачествени рупорни антени или други видове антени, не се колебайте да се свържете с нас. Винаги сме готови да ви помогнем да изберете правилната антена за вашите нужди и да отговорим на всички въпроси, които може да имате. Независимо дали сте малък бизнес или голяма корпорация, ние можем да ви предоставим най-добрите решения на конкурентни цени.

Заключение

Изчисляването на размерите на рупорна антена е сложен, но важен процес. Като разберем основните принципи и уравнения, можем да проектираме рупорни антени, които отговарят на специфичните изисквания на различни приложения. В нашата компания ние използваме тези изчисления, за да произвеждаме рупорни антени с висока производителност. Така че, ако търсите надеждни и ефективни рупорни антени, свържете се с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем с всичките ви нужди от антена.

Референции

• Баланис, Константин А. "Теория на антената: анализ и дизайн." Wiley, 2016 г.
• Краус, Джон Д. "Антени." McGraw - Хил, 1988 г.