ข่าวสาร - เสาอากาศที่ใช้กันทั่วไป | ทำความรู้จักกับเสาอากาศฮอร์น 6 ประเภท

เสาอากาศฮอร์นเป็นเสาอากาศที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งมีโครงสร้างเรียบง่าย ช่วงความถี่กว้าง ความจุพลังงานขนาดใหญ่ และอัตราขยายสูงเสาอากาศแบบฮอร์นมักใช้เป็นเสาอากาศฟีดในดาราศาสตร์วิทยุขนาดใหญ่ การติดตามดาวเทียม และเสาอากาศการสื่อสาร นอกจากจะทำหน้าที่เป็นฟีดสำหรับรีเฟล็กเตอร์และเลนส์แล้ว ยังเป็นองค์ประกอบทั่วไปในอาร์เรย์เฟสและทำหน้าที่เป็นมาตรฐานทั่วไปสำหรับการสอบเทียบและการวัดค่าเกนของเสาอากาศอื่นๆ

เสาอากาศฮอร์นเกิดจากการค่อยๆ กางท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมหรือท่อนำคลื่นวงกลมในลักษณะเฉพาะ เนื่องจากพื้นผิวปากท่อนำคลื่นขยายตัวขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้การจับคู่ระหว่างท่อนำคลื่นกับพื้นที่ว่างดีขึ้น ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนน้อยลง สำหรับท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมที่ป้อน ควรส่งสัญญาณในโหมดเดียวให้มากที่สุด นั่นคือ ส่งสัญญาณเฉพาะคลื่น TE10 เท่านั้น วิธีนี้ไม่เพียงแต่จะรวมพลังงานสัญญาณและลดการสูญเสียเท่านั้น แต่ยังหลีกเลี่ยงผลกระทบของการรบกวนระหว่างโหมดและการกระจายเพิ่มเติมที่เกิดจากโหมดหลายโหมดอีกด้วย

ตามวิธีการใช้งานเสาอากาศฮอร์นที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งได้เป็นเสาอากาศฮอร์นเซกเตอร์,เสาอากาศฮอร์นพีระมิด,เสาอากาศรูปกรวย, เสาอากาศฮอร์นลูกฟูกเสาอากาศฮอร์นมีสัน เสาอากาศฮอร์นหลายโหมด ฯลฯ เสาอากาศฮอร์นทั่วไปเหล่านี้จะอธิบายไว้ด้านล่าง บทนำทีละรายการ

เสาอากาศฮอร์นเซกเตอร์
เสาอากาศฮอร์นภาคพื้นระนาบอี
เสาอากาศฮอร์นภาคส่วนระนาบ E ทำจากท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมที่เปิดในมุมหนึ่งตามทิศทางของสนามไฟฟ้า

รูปด้านล่างแสดงผลการจำลองของเสาอากาศฮอร์นเซกเตอร์ระนาบ E จะเห็นได้ว่าความกว้างของลำแสงของรูปแบบนี้ในทิศทางระนาบ E จะแคบกว่าในทิศทางระนาบ H ซึ่งเกิดจากรูรับแสงที่ใหญ่กว่าของระนาบ E

เสาอากาศฮอร์นภาคส่วนระนาบ H
เสาอากาศฮอร์นภาคส่วนระนาบ H ทำจากท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมที่เปิดในมุมหนึ่งตามทิศทางของสนามแม่เหล็ก

รูปด้านล่างแสดงผลการจำลองของเสาอากาศฮอร์นเซกเตอร์ระนาบ H จะเห็นได้ว่าความกว้างของลำแสงของรูปแบบนี้ในทิศทางระนาบ H จะแคบกว่าในทิศทางระนาบ E ซึ่งเกิดจากรูรับแสงที่ใหญ่กว่าของระนาบ H

ผลิตภัณฑ์เสาอากาศฮอร์นภาค RFMISO：

RM-สวทช187-10

RM-สวทช28-10

เสาอากาศฮอร์นพีระมิด
เสาอากาศฮอร์นพีระมิดทำจากท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมที่เปิดในมุมที่แน่นอนในสองทิศทางในเวลาเดียวกัน

รูปด้านล่างแสดงผลการจำลองของเสาอากาศฮอร์นพีระมิด ลักษณะการแผ่รังสีของเสาอากาศนี้เป็นการผสมผสานระหว่างฮอร์นเซกเตอร์ระนาบ E และระนาบ H

เสาอากาศทรงกรวย
เมื่อปลายเปิดของท่อนำคลื่นวงกลมมีรูปร่างคล้ายฮอร์น จะเรียกว่าเสาอากาศฮอร์นทรงกรวย เสาอากาศฮอร์นทรงกรวยจะมีช่องรับแสงรูปวงกลมหรือรูปวงรีอยู่ด้านบน

รูปด้านล่างนี้แสดงผลการจำลองเสาอากาศฮอร์นกรวย

ผลิตภัณฑ์เสาอากาศฮอร์นทรงกรวย RFMISO：

RM-ซีดีพีเอชเอ218-15

กรมควบคุมมลพิษ618-17

เสาอากาศฮอร์นลูกฟูก
เสาอากาศฮอร์นลูกฟูกเป็นเสาอากาศฮอร์นที่มีพื้นผิวด้านในเป็นลูกฟูก มีข้อดีคือมีแบนด์ความถี่กว้าง โพลาไรเซชันข้ามต่ำ และประสิทธิภาพสมมาตรของลำแสงดี แต่โครงสร้างมีความซับซ้อน การประมวลผลยาก และต้นทุนสูง

เสาอากาศฮอร์นลูกฟูกสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ เสาอากาศฮอร์นลูกฟูกทรงพีระมิด และเสาอากาศฮอร์นลูกฟูกทรงกรวย

ผลิตภัณฑ์เสาอากาศฮอร์นลูกฟูก RFMISO：

RM-CHA140220-22

เสาอากาศทรงแตรลูกฟูกทรงพีระมิด

เสาอากาศฮอร์นลูกฟูกทรงกรวย

รูปด้านล่างนี้แสดงผลการจำลองของเสาอากาศฮอร์นลูกฟูกทรงกรวย

เสาอากาศฮอร์นมีสัน
เมื่อความถี่ในการทำงานของเสาอากาศฮอร์นแบบธรรมดาสูงกว่า 15 GHz กลีบด้านหลังจะเริ่มแตกออกและระดับกลีบด้านข้างจะเพิ่มขึ้น การเพิ่มโครงสร้างสันนูนให้กับช่องลำโพงจะช่วยเพิ่มแบนด์วิดท์ ลดอิมพีแดนซ์ เพิ่มเกน และปรับปรุงทิศทางการแผ่สัญญาณ

เสาอากาศฮอร์นสันนูนแบ่งออกเป็นเสาอากาศฮอร์นสันนูนคู่และเสาอากาศฮอร์นสันนูนสี่อัน ต่อไปนี้จะใช้เสาอากาศฮอร์นสันนูนคู่แบบพีระมิดที่พบได้ทั่วไปที่สุดเป็นตัวอย่างสำหรับการจำลอง

เสาอากาศฮอร์นทรงพีระมิดคู่สัน
การเพิ่มโครงสร้างสันเขาสองอันระหว่างส่วนท่อนำคลื่นและส่วนช่องเปิดฮอร์นเป็นเสาอากาศฮอร์นสันเขาคู่ ส่วนท่อนำคลื่นแบ่งออกเป็นโพรงด้านหลังและท่อนำคลื่นสันเขา โพรงด้านหลังสามารถกรองโหมดลำดับสูงที่กระตุ้นในท่อนำคลื่นได้ ท่อนำคลื่นสันเขาช่วยลดความถี่ตัดของการส่งโหมดหลัก จึงบรรลุวัตถุประสงค์ในการขยายแบนด์ความถี่

เสาอากาศฮอร์นมีสันจะมีขนาดเล็กกว่าเสาอากาศฮอร์นทั่วไปในย่านความถี่เดียวกันและมีอัตราขยายที่สูงกว่าเสาอากาศฮอร์นทั่วไปในย่านความถี่เดียวกัน

รูปด้านล่างแสดงผลการจำลองเสาอากาศฮอร์นทรงพีระมิดคู่

เสาอากาศฮอร์นมัลติโหมด
ในแอปพลิเคชันจำนวนมาก เสาอากาศฮอร์นจำเป็นต้องจัดให้มีรูปแบบสมมาตรในระนาบทั้งหมด ความตรงกันของจุดศูนย์กลางเฟสในระนาบ E และ H และการระงับสัญญาณที่กลีบด้านข้าง

โครงสร้างฮอร์นเร้าแบบหลายโหมดสามารถปรับปรุงเอฟเฟกต์การปรับสมดุลลำแสงของแต่ละระนาบและลดระดับกลีบด้านข้างได้ เสาอากาศฮอร์นแบบหลายโหมดที่พบมากที่สุดคือเสาอากาศฮอร์นทรงกรวยแบบสองโหมด

เสาอากาศฮอร์นทรงกรวยแบบดูอัลโหมด
ฮอร์นทรงกรวยแบบดูอัลโหมดช่วยปรับปรุงรูปแบบระนาบ E โดยแนะนำโหมด TM11 แบบลำดับสูง เพื่อให้รูปแบบมีลักษณะลำแสงสมดุลแบบสมมาตรตามแนวแกน รูปภาพด้านล่างเป็นแผนผังของการกระจายสนามไฟฟ้าช่องรับแสงของโหมดหลัก TE11 และโหมดลำดับสูง TM11 ในท่อนำคลื่นแบบวงกลมและการกระจายสนามช่องรับแสงที่สังเคราะห์ขึ้น