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详解波导扇形和圆锥喇叭天线

‍随着信息技术的快速发展,射频天线是重要的传输工具,主要用于接收和发射空间中的电磁波,电磁波和高频电流进行高效转换。其中

‍随着信息技术的快速发展,射频天线是重要的传输工具,主要用于接收和发射空间中的电磁波,电磁波和高频电流进行高效转换。其中波导天线有全向天线、定向天线等多种类型。今天我们一起来认识一下波导天线中波导扇形喇叭天线和波导圆锥喇叭天线。

喇叭天线是一种具有金属喇叭口形状的波导天线,就像一个音乐喇叭,因此得名。喇叭天线是定向天线,本质上可以是矩形(标准或角锥形喇叭)天线或圆形(圆锥形)天线。喇叭天线也可以设计成具有弯曲的侧面,该侧面可以具有角锥形或圆锥形的横截面。这种设计可以在很宽的频率范围内将内部反射降至最低,并使阻抗接近恒定。扇形喇叭也可能与角锥形喇叭的一侧平行而不是喇叭形,产生一个扇形光束模式。

1)波导扇形喇叭天线

波导扇形喇叭天线是一个侧面向外扩张,另一个侧面与原波导所在的平面平行,可分为E平面扇形喇叭天线和H平面扇形喇叭天线。扇形喇叭天线在扇形所在平面产生扇形波束。通常,矩形(如矩形角锥)喇叭天线存在总反射系数导致旁瓣过大的缺点,主要原因在于波导至喇叭的过渡过于突兀。这一问题可通过使用非线性喇叭状结构(即软喇叭),如相对于电磁场传播方向横向设置的波纹或线条状介质壁构成单元。

WR-15 波导锥形增益喇叭天线, 58 GHz - 68 GHz,增益20 dBi,UG-385/U 圆盖法兰

2)波导圆锥喇叭天线

波导圆锥形喇叭天线具有圆形截面,通常与圆波导一起使用,比矩形喇叭天线少。圆锥增益喇叭天线不但带宽一般远远窄于矩形喇叭天线,而且由于其轴向对称性,此类天线还能够传输任何极化方向的TE11主模,因此尤其适用于需要圆极化的应用(如空间通信)。与矩形喇叭天线类似,圆锥喇叭天线所使用的喇叭也可实现平滑的阻抗转换。圆锥喇叭天线的典型增益为10~25dBi,水平和垂直半功率波束宽度为10~60度,带宽窄至最大为1.3:1(矩形喇叭天线的值为2:1)。