L'antena de trompa és una de les antenes més utilitzades amb una estructura simple, un ampli rang de freqüències, una gran capacitat de potència i un alt guany.Antenes de trompasovint s'utilitzen com a antenes d'alimentació en radioastronomia a gran escala, seguiment de satèl·lits i antenes de comunicació. A més de servir com a alimentació per a reflectors i lents, és un element comú en matrius en fase i serveix com a estàndard comú per a la calibració i les mesures de guany d'altres antenes.
Una antena de trompa es forma desplegant gradualment una guia d'ones rectangular o circular d'una manera específica. A causa de l'expansió gradual de la superfície de la boca de la guia d'ones, es millora la coincidència entre la guia d'ones i l'espai lliure, fent que el coeficient de reflexió sigui més petit. Per a la guia d'ones rectangular alimentada, s'ha d'aconseguir la transmissió monomodal tant com sigui possible, és a dir, només es transmeten ones TE10. Això no només concentra l'energia del senyal i redueix la pèrdua, sinó que també evita l'impacte de la interferència intermodal i la dispersió addicional causada per múltiples modes.
Segons els diferents mètodes de desplegament de les antenes de trompeta, es poden dividir enantenes de trompeta sectorial, antenes de banya piramidal,antenes de banya cònica, antenes de trompa corrugada, antenes de trompa amb crestes, antenes de trompa multimode, etc. Aquestes antenes de trompa comunes es descriuen a continuació. Introducció una per una
Antena de trompeta sectorial
Antena de trompeta del sector del pla E
L'antena de trompa del sector del pla E està feta d'una guia d'ones rectangular oberta en un cert angle en la direcció del camp elèctric.
La figura següent mostra els resultats de la simulació de l'antena de trompeta sectorial del pla E. Es pot veure que l'amplada del feix d'aquest patró en la direcció del pla E és més estreta que en la direcció del pla H, cosa que es deu a l'obertura més gran del pla E.
Antena de trompeta sectorial del pla H
L'antena de trompa sectorial del pla H està feta d'una guia d'ones rectangular oberta en un cert angle en la direcció del camp magnètic.
La figura següent mostra els resultats de la simulació de l'antena de trompeta sectorial del pla H. Es pot veure que l'amplada del feix d'aquest patró en la direcció del pla H és més estreta que en la direcció del pla E, cosa que es deu a l'obertura més gran del pla H.
Productes d'antena de trompeta sectorial RFMISO:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Antena de banya piramidal
L'antena de banya piramidal està feta d'una guia d'ones rectangular que s'obre en un angle determinat en dues direccions alhora.
La figura següent mostra els resultats de la simulació d'una antena de trompa piramidal. Les seves característiques de radiació són bàsicament una combinació de trompes sectorials del pla E i del pla H.
Antena de trompa cònica
Quan l'extrem obert d'una guia d'ones circular té forma de banya, s'anomena antena de banya cònica. Una antena de banya cònica té una obertura circular o el·líptica a sobre.
La figura següent mostra els resultats de la simulació de l'antena de trompa cònica.
Productes d'antena de trompa cònica RFMISO:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Antena de trompa corrugada
Una antena de trompa corrugada és una antena de trompa amb una superfície interior corrugada. Té els avantatges d'una banda de freqüència ampla, una baixa polarització creuada i un bon rendiment de simetria del feix, però la seva estructura és complexa i la dificultat i el cost de processament són elevats.
Les antenes de banya corrugada es poden dividir en dos tipus: antenes de banya corrugada piramidals i antenes de banya corrugada còniques.
Productes d'antena de trompa corrugada RFMISO:
RM-CHA140220-22
Antena de trompa corrugada piramidal
Antena de trompa corrugada cònica
La figura següent mostra els resultats de la simulació de l'antena cònica de trompa corrugada.
Antena de trompa amb nervadures
Quan la freqüència de funcionament d'una antena de trompeta convencional és superior a 15 GHz, el lòbul posterior comença a dividir-se i el nivell del lòbul lateral augmenta. Afegir una estructura de crestes a la cavitat de l'altaveu pot augmentar l'amplada de banda, reduir la impedància, augmentar el guany i millorar la direccionalitat de la radiació.
Les antenes de trompa amb crestes es divideixen principalment en antenes de trompa de doble cresta i antenes de trompa de quatre crestes. A continuació s'utilitza l'antena de trompa piramidal de doble cresta més comuna com a exemple de simulació.
Antena piramidal de doble cresta de trompa
L'addició de dues estructures de cresta entre la part de la guia d'ones i la part d'obertura de la trompa s'obté una antena de trompa de doble cresta. La secció de la guia d'ones es divideix en una cavitat posterior i una guia d'ones de cresta. La cavitat posterior pot filtrar els modes d'ordre superior excitats a la guia d'ones. La guia d'ones de cresta redueix la freqüència de tall de la transmissió del mode principal, aconseguint així l'objectiu d'ampliar la banda de freqüències.
L'antena de trompa amb nervadures és més petita que l'antena de trompa general a la mateixa banda de freqüència i té un guany més alt que l'antena de trompa general a la mateixa banda de freqüència.
La figura següent mostra els resultats de la simulació de l'antena piramidal de doble cresta de trompa.
Antena de trompeta multimode
En moltes aplicacions, les antenes de trompa han de proporcionar patrons simètrics en tots els plans, coincidència del centre de fase en els plans $E$ i $H$, i supressió de lòbuls laterals.
L'estructura de la trompa d'excitació multimode pot millorar l'efecte d'equalització del feix de cada pla i reduir el nivell del lòbul lateral. Una de les antenes de trompa multimode més comunes és l'antena de trompa cònica de mode dual.
Antena de trompa cònica de mode dual
La trompeta cònica de mode dual millora el patró del pla $E$ introduint un mode TM11 d'ordre superior, de manera que el seu patró té característiques de feix equalitzat amb simetria axial. La figura següent és un diagrama esquemàtic de la distribució del camp elèctric d'obertura del mode TE11 del mode principal i del mode TM11 d'ordre superior en una guia d'ones circular i la seva distribució del camp d'obertura sintetitzada.
La forma d'implementació estructural de la trompa cònica de mode dual no és única. Els mètodes d'implementació comuns inclouen la trompa Potter i la trompa Pickett-Potter.
La figura següent mostra els resultats de la simulació de l'antena cònica de trompa dual-mode Potter.
Data de publicació: 01-03-2024
