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喇叭天線的分類和特征!
發(fā)布時間:
2022-12-07 14:27
在射頻、微波和毫米波應用中,天線必然是最多被涉及到的元器件類別之一。這其中,誕生自20世紀初的喇叭天線一直沿用至今。從本質上說,喇叭天線屬于波導的一個分支:一端為尺寸較大的矩形或圓形波導,另一端為尺寸較小的波導或同軸端口。
喇叭天線的優(yōu)點包括具有低電壓駐波比(VSWR),非常寬的工作帶寬(10:1~20:1),且傳輸方向性集中。同時,因這類天線的構造相對簡單,制造成本也相對較低。就應用來說,由于喇叭天線的增益和駐波比曲線在帶寬范圍內(nèi)非常平坦,因此非常適合用于測試其他天線的性能。
通常,在雷達和微波輻射計中喇叭天線被用作定向天線;在拋物面天線等大型天線結構中被用作饋源喇叭;而在其他天線的測試中,多用作于校準和測試工具。除此之外,在當前許多新的5G測試平臺及概念驗證原型中,出于結構簡單等方面的考量也會采用喇叭天線。喇叭天線還經(jīng)常會被用于信道測量等現(xiàn)場測試設備。
在這么多的應用場景中,具體涉及的喇叭天線也分屬不同類型,在結構上各具差異。
1.角錐喇叭天線。最為常見的喇叭天線類別。外觀呈以矩形或正方形(多為矩形)終端波導端口為頂部的金字塔結構。
2.扇形喇叭天線。這一類的喇叭天線在結構一面與終端波導端口壁保持水平,而其他面則向外逐漸增寬。根據(jù)漸寬面與水平面的朝向,扇形喇叭天線可分為E平面扇形喇叭天線和H平面扇形喇叭天線。
3.圓錐喇叭天線。與角錐喇叭天線等矩形金字塔結構的喇叭天線不同,圓錐喇叭天線通常為終端呈圓形或橢圓形的圓錐或橢圓錐。某些圓錐喇叭天線的終端也可以為矩形。
4.標量或指數(shù)喇叭天線。與典型的角錐、扇形或圓錐喇叭天線不同,此類型的指數(shù)喇叭天線具有以指數(shù)級逐漸變細的側面,從而形成從天線開口延伸至波導終端的曲面。此構造方式最大限度地降低了內(nèi)部反射量,并可在極寬的帶寬范圍內(nèi)保持一致的阻抗和電氣性能。
5.波紋喇叭天線。紋喇叭天線的側壁內(nèi)表面上有與天線中軸垂直的橫槽。在電學意義上,這些橫槽的尺寸小于工作波長,從而可在天線帶寬范圍內(nèi)實現(xiàn)極低的旁瓣及交叉極化水平。此類型的天線通常用于衛(wèi)星和射電望遠鏡用途。
6.增益喇叭天線。增益喇叭天線,指的是在較寬的帶寬范圍內(nèi)具有一致性高增益的喇叭天線。通常,在雷達、衛(wèi)星及太空領域中,增益喇叭天線被用來對其他天線進行測試。
7.饋源喇叭天線,作用于在射頻及微波電子器件與衛(wèi)星天線、射電望遠鏡中使用的拋物面反射器之間收發(fā)信號。
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