Прямоугольные рога

Этот тип рупорных антенн имеет волновод прямоугольной формы, обычно питаемый монополем. В таких рогах горение сделано в обеих стенках E-plane & H-plane прямоугольного волновода. Апертура рога является прямоугольной. Описанные ниже параметры будут использоваться в моделировании этого типа рога.

FL = Продолжительность Вспышки рога

FW = Ширина Вспышки рога

FH = Высота Вспышки рога

L = Длина волновода

W = Ширина волновода

H = Высота волновода

Например:

FL = 0.0348;
FW = 0.035;
FH = 0.035;
L = 0.03;
W = 0.024;
H=0.012;
FO=[0.01 0];
ant1 = horn('FlareLength',FL,'FlareWidth',FW,'FlareHeight',FH,'Length',L,...
             'Width',W,'Height',H,'FeedOffset',FO);
show(ant1);

Конический рог

Этот конический рог имеет волновод круговой формы. Апертура этой антенны является круговой, а не прямоугольной со структурой конической формы, выходящей из волновода. Описанные ниже параметры будут использоваться в моделировании этого типа рога.

R = Радиус кругового волновода

WH = Высота кругового волновода

CH = Высота конуса

AR = ApertureRadius конуса

Например:

R = 0.012;
WH = 0.03;
CH = 0.0348;
AR = 0.035;
ant2 = hornConical('Radius',R,'WaveguideHeight',WH,'ConeHeight',CH,'ApertureRadius',AR);
show(ant2);

Конический гофрированный рог

Гофрированная рупорная антенна похожа на расширение для конического рога с некоторыми дополнительными функциями. Эта антенна состоит из пазов или канавок, покрывающих внутреннюю поверхность конуса. Как правило, такой тип рогов имеет 5 - 6 гофрирований на длину волны.

z1 = FirstCorrugateDistance, Расстояние от конца волновода к первому гофрирует. Гофрирования на поверхности конического запуска с металлом, сопровождаемым канавкой и, повторяются вдоль конуса. Так, расстояние измеряется от конца волновода в конец первой канавки

p = Тангаж, Расстояние между двумя последовательными гофрированиями. Количеством гофрирований можно управлять с этим свойством

w = CorrugateWidth, Ширина канавки или гофрирования.

d1=CorrugateDepth, Глубина гофрирования. Как правило, глубина выбрана таким образом, что это равно 0,25 $\lambda$

Например:

z1=0.006;
p=0.002;
w=0.0008;
d1=0.004;
ar=0.018;
ch=0.0348;
ant3 = hornConicalCorrugated('FirstCorrugateDistance',z1,'Pitch',p,'CorrugateWidth'...
                              ,w,'CorrugateDepth',d1,'ConeHeight',ch,'ApertureRadius',ar);
show(ant3);

Перекрестный вид в сечении гофрированного рога

xlim([0 60]);
zlim([0 10]);
view(-88,35);

Прямоугольный гофрированный рог

Прямоугольный гофрированный рог является расширением для рупорной антенны с гофрированиями вдоль ширины и высоты вспышки.

FL = Продолжительность Вспышки рога

FW = Ширина Вспышки рога

FH = Высота Вспышки рога

L = Длина волновода

W = Ширина волновода

H = Высота волновода

FCD = сначала гофрируют расстояние

CD = CorrugateDepth

Например:

FL = 0.0348;
FW = 0.035;
FH = 0.035;
L = 0.03;
W = 0.024;
H=0.012;
FCD=0.01;
CD=[0.005 0.0075];
ant4 = hornCorrugated('FlareLength',FL,'FlareWidth',FW,'FlareHeight',FH,'Length',L,...
             'Width',W,'Height',H,'FirstCorrugateDistance',FCD,'CorrugateDepth',CD);
show(ant4);

Приложения

Рупорные антенны широко используются в спутниковой связи в качестве антенн канала в cassegrain, параболических антенн отражателя. Эти антенны направляют луч к отражателю. Давайте сравним усиление, обеспеченное этими антеннами в таких приложениях.

Для cassegrain антенна с horn как возбудитель, анализируйте шаблон на уровне 10 ГГц. Создайте PatternPlotOptions объект перемасштабировать величину для графика.

ant5=cassegrain;
ant5.Exciter=ant1;
ant5.Exciter.Tilt=270;
ant5.Exciter.TiltAxis=[0 1 0];
az = 0:2:360;
el = -90:1:90;
patOpt = PatternPlotOptions;
patOpt.MagnitudeScale = [-15 35];
pattern(ant5,10e9,az,el,'patternOptions',patOpt);

Для cassegrain антенна с hornConical как возбудитель, анализируйте шаблон на уровне 10 ГГц

ant5.Exciter=ant2;
ant5.Exciter.Tilt=-90;
figure;
pattern(ant5,10e9,az,el,'patternOptions',patOpt);

Для cassegrain антенна с hornConicalCorrugated как возбудитель, анализируйте шаблон на уровне 10 ГГц. Усиление, обеспеченное гофрированной рупорной антенной, больше по сравнению с другими рогами, должными гофрировать глубину и тангаж гофрирований, которые приводят к более низким лепесткам стороны.

ant5.Exciter=ant3;
ant5.Exciter.Tilt=-90;
figure;
pattern(ant5,10e9,az,el,'patternOptions',patOpt);

Для cassegrain антенна с hornCorrugated как возбудитель, постройте диаграмму направленности на уровне 10 ГГц.

ant5.Exciter=ant4;
ant5.Exciter.Tilt=270;
ant5.Exciter.TiltAxis=[0 1 0];
figure;
pattern(ant5,10e9,az,el,'patternOptions',patOpt);

Заключение

Рупорные антенны часто имеют направленную диаграмму направленности с более высокой антенной, получают и относительно легки произвести.

Ссылки

[1] П. Пикса, "Сравнение конического рога с оптимизированной гофрированной поверхностью и гофрируемого рога", Продолжения 21-й международной конференции Radioelektronika 2011, Брно, 2011, стр 1-3.

[2] Р. П. Джедхэв, В. Джевнрэкэш Донгр и А. Хеддалликэр, "Проект X-полосы Коническая Рупорная антенна Используя Коаксиальный Канал и Улучшенный Метод проектирования для Улучшения Пропускной способности", 2 017 Международных конференций по вопросам Вычисления, Коммуникации, Управления и Автоматизации (ICCUBEA), Пуны, 2017, стр 1-6.