การบานของเสาอากาศแบบฮอร์น คือการขยายตัวอย่างค่อยเป็นค่อยไปของท่อนำคลื่นจากส่วนคอไปจนถึงช่องรับคลื่นที่ใหญ่ขึ้นการเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกนำทางแผ่กระจายออกไปก่อนที่จะถึงพื้นที่ว่างเปล่า ซึ่งช่วยให้เสาอากาศสามารถปรับความต้านทานให้เหมาะสม มีทิศทาง และควบคุมลำแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การบานออกของเสาอากาศแบบฮอร์นหมายความว่าอย่างไร?
ท่อนำคลื่นแบบปลายเปิดธรรมดาสามารถแผ่รังสีได้ แต่ขอบเขตที่กระทันหันระหว่างท่อนำคลื่นกับพื้นที่ว่างทำให้เกิดการสะท้อนและจำกัดขนาดช่องแผ่รังสีที่มีประสิทธิภาพ ท่อนำคลื่นแบบปลายบานจะเปลี่ยนหน้าตัดของท่อนำคลื่นอย่างค่อยเป็นค่อยไป แทนที่จะเปลี่ยนอย่างกระทันหัน
เมื่อสนามเคลื่อนที่ผ่านบริเวณที่เกิดการปะทุ มันจะขยายตัวออกไปในช่องรับแสงที่ใหญ่ขึ้น ขนาดของช่องรับแสงและการกระจายเฟสจะเป็นตัวกำหนดคุณลักษณะที่สำคัญ เช่น อัตราขยาย ความกว้างของลำแสง กลีบข้าง และประสิทธิภาพการแผ่รังสี การปะทุช่วยลดความรุนแรงของการเปลี่ยนแปลง แต่ไม่ได้ขจัดปัญหาการสะท้อนหรือรับประกันว่าจะเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบ
เหตุใดส่วนปลายของเสาอากาศแบบฮอร์นจึงมีความสำคัญ
การจับคู่ความต้านทานและ VSWR
โดยทั่วไป การเปลี่ยนผ่านอย่างค่อยเป็นค่อยไปจะช่วยลดความไม่สอดคล้องกันระหว่างโหมดนำทางและพื้นที่ว่าง ผลลัพธ์ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับรูปทรงของฮอร์น ความยาว รูรับแสง และขนาดของท่อนำคลื่น ดังนั้นจึงต้องตรวจสอบค่า VSWR ตลอดช่วงความถี่ที่ต้องการ
อัตราขยายและรูรับแสงที่มีประสิทธิภาพ
การบานปลายเสาอากาศจะสร้างช่องรับสัญญาณที่มีประสิทธิภาพขนาดใหญ่ขึ้น เมื่อสนามรับสัญญาณมีแอมพลิจูดและการกระจายเฟสที่เหมาะสม พลังงานจะถูกรวมศูนย์ในทิศทางด้านหน้ามากขึ้น และอัตราขยายของเสาอากาศจะเพิ่มขึ้น อัตราขยายไม่ได้ถูกกำหนดโดยมุมการบานปลายเสาอากาศเพียงอย่างเดียว
ความกว้างของลำแสงและรูปแบบการแผ่รังสี
โดยทั่วไปแล้ว ช่องรับแสงไฟฟ้าที่ใหญ่ขึ้นจะทำให้ลำแสงหลักแคบลง ขนาดของช่องรับแสงในระนาบ E และระนาบ H สามารถเลือกได้อย่างอิสระในฮอร์นทรงพีระมิด ทำให้ผู้ออกแบบสามารถปรับรูปร่างลำแสงในแต่ละระนาบหลักได้
ข้อผิดพลาดเฟสรูรับแสง
คลื่นเสียงไม่ได้ตกกระทบทุกจุดของช่องรับแสงด้วยเฟสที่เท่ากันเสมอไป หากฮอร์นสั้นเกินไปเมื่อเทียบกับขนาดช่องรับแสง ความแปรผันของเฟสอาจเพิ่มขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพของช่องรับแสงลดลง และส่งผลกระทบต่อลำแสงหลักและลำแสงข้างเคียง
มุมแฟลร์ ขนาดรูรับแสง และความยาวของฮอร์นทำงานร่วมกันอย่างไร
ไม่มีมุมบานปลายเสาอากาศแบบฮอร์นที่ดีที่สุดสำหรับเสาอากาศทุกแบบ รูปทรงที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับความถี่ โหมดการนำคลื่น อัตราขยายเป้าหมาย ความกว้างของลำแสง แบนด์วิดท์ ขนาดที่อนุญาต และข้อกำหนดของรูปแบบการแผ่รังสี
- มุมแฟลร์ที่กว้างขึ้นสามารถสร้างรูรับแสงที่ใหญ่ขึ้นได้ในโครงสร้างที่สั้นกว่า แต่ฮอร์นที่สั้นเกินไปอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดของเฟสรูรับแสงมากขึ้น
- มุมแฟลร์ที่เล็กลงโดยทั่วไปแล้วจะต้องใช้ฮอร์นที่ยาวกว่าสำหรับขนาดรูรับแสงที่เท่ากัน ซึ่งจะเพิ่มความยาวเชิงกลในขณะที่รองรับการเปลี่ยนผ่านที่ค่อยเป็นค่อยไปมากขึ้น
- รูรับแสงที่ใหญ่ขึ้นสามารถรองรับทิศทางที่แม่นยำยิ่งขึ้นและลำแสงที่แคบลงได้ โดยมีเงื่อนไขว่าการกระจายเฟสและแอมพลิจูดจะต้องได้รับการควบคุมอย่างดี
รูปทรงแตรบานทั่วไป
- ฮอร์นภาคส่วนระนาบ E:แผ่ขยายออกส่วนใหญ่ในระนาบสนามไฟฟ้า
- ฮอร์นแบบภาคส่วนระนาบ H:เกิดการปะทุขึ้นส่วนใหญ่ในระนาบสนามแม่เหล็ก
- เขาทรงพีระมิด:มีลักษณะบานออกในระนาบหลักทั้งสองระนาบ และนิยมใช้ในงานที่ต้องการอัตราขยายมาตรฐาน
- เขาทรงกรวย:สร้างขึ้นจากท่อนำคลื่นทรงกลมและขยายออกไปสู่ช่องเปิดทรงกลม
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบเชิงปฏิบัติ
วิศวกรจะประเมินรูปทรงของส่วนขยายคลื่นควบคู่ไปกับความถี่ในการทำงาน ขนาดของท่อนำคลื่น อัตราขยาย ความกว้างของลำแสงที่ 3 dB ค่า VSWR ระดับของคลื่นรบกวนด้านข้าง โพลาไรเซชัน และข้อจำกัดทางกล ที่ความถี่คลื่นมิลลิเมตร ความแม่นยำในการกลึง คุณภาพพื้นผิว และการจัดแนวหน้าแปลนมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากข้อผิดพลาดเล็กน้อยในมิติจะคิดเป็นสัดส่วนที่มากขึ้นของความยาวคลื่น
เสาอากาศและส่วนประกอบท่อนำคลื่นที่เกี่ยวข้องในช่วงความถี่ 15–22 GHz
ผลิตภัณฑ์ด้านล่างนี้แสดงให้เห็นถึงส่วนประกอบ RF หลายประเภทที่มีจำหน่ายในช่วงความถี่ 15–22 GHz สำหรับฮอร์นขยายสัญญาณมาตรฐานแบบบานปลายในย่านความถี่นี้ โปรดดูที่ RM-SGHA51-25
อาร์เอ็ม-ดับเบิลยูพีเอ51-7(15-22GHz)
RM-DCWPA1722-10(17-22GHz)
อาร์เอ็ม-เอสจีเอ51-25(14.5-22GHz)
อาร์เอ็ม-ดับเบิลยูซีเอ51(15-22GHz)
สถานที่ใช้งานเสาอากาศแบบฮอร์นบานออก
- ระบบการวัดและสอบเทียบเสาอากาศ
- ระบบส่งและรับสัญญาณเรดาร์
- ฟีดดาวเทียมและเสาอากาศสะท้อนแสง
- การทดสอบ EMC และไมโครเวฟในห้องปฏิบัติการ
- การเชื่อมต่อการสื่อสารด้วยคลื่นไมโครเวฟและคลื่นมิลลิเมตร
คำถามที่พบบ่อย
มุมกระจายแสงที่กว้างขึ้นจะทำให้ได้กำลังขยายมากขึ้นเสมอหรือไม่?
ไม่ การเพิ่มมุมกระจายแสงอาจทำให้ขนาดรูรับแสงใหญ่ขึ้นสำหรับความยาวฮอร์นคงที่ แต่ข้อผิดพลาดของเฟสที่มากเกินไปอาจลดประสิทธิภาพของรูรับแสงได้ อัตราขยายขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตโดยรวมและการกระจายสนาม
มุมกางออกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเสาอากาศแบบฮอร์นคือมุมใด?
ไม่มีค่าใดค่าหนึ่งที่ดีที่สุด นักออกแบบจะเลือกมุมร่วมกับขนาดของช่องเปิดและความยาวของฮอร์นเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านความถี่ อัตราขยาย ความกว้างของลำแสง ค่า VSWR และขนาด
การใช้แฟลร์ช่วยลดแสงสะท้อนได้หรือไม่?
ไม่ การบานออกช่วยให้การเปลี่ยนจากท่อนำคลื่นไปสู่พื้นที่ว่างเป็นไปอย่างค่อยเป็นค่อยไปมากขึ้น และสามารถลดการสะท้อนได้ แต่การจับคู่ขั้นสุดท้ายยังคงขึ้นอยู่กับการออกแบบโดยรวมทั้งหมด
การเลือกเสาอากาศแบบฮอร์น
RF MISO จัดจำหน่ายโซลูชันเสาอากาศแบบฮอร์นสำหรับการใช้งานในย่านไมโครเวฟและมิลลิเมตรเวฟ สำหรับตัวเลือกอัตราขยายมาตรฐาน 14.5–22 GHz โปรดตรวจสอบอาร์เอ็ม-เอสจีเอ51-25สำหรับภาพรวมที่กว้างขึ้น โปรดดูที่เสาอากาศแบบฮอร์น: หลักการทำงาน ประเภท คุณลักษณะการแผ่รังสี และการใช้งาน.
ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกรูปทรงของตัวกระจายแสง ช่วงความถี่ อัตราขยาย หรืออินเทอร์เฟซหรือไม่?ติดต่อ RF MISOเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดด้านการวัดหรือการบูรณาการระบบของคุณ
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
วันที่เผยแพร่: 17 เมษายน 2568
