アンテナ理論-ホーン

ビームの放射効率と指向性を改善するには、ウェーブガイドに拡張アパーチャを設けて、ウェーブの急激な不連続性を徐々に変換する必要があります。そのため、順方向のすべてのエネルギーが放射されます。これは Flaring と呼ばれます。今、これはホーンアンテナを使用して行うことができます。

周波数範囲

ホーンアンテナの動作周波数範囲は、約300MHz〜30GHz です。このアンテナは、 *UHF および SHF 周波数範囲で動作します。

ゆっくりと放射に変換されるときのビームのエネルギー、損失が減少し、ビームの集束が改善されます。 *ホーンアンテナ*は*フレアアウト導波路*と見なすことができ、これにより指向性が改善され、回折が低減されます。

上の画像はホーンアンテナのモデルを示しています。ホーンのフレアがはっきりと示されています。ホーン構成にはいくつかありますが、そのうち3つの構成が最も一般的に使用されています。

このタイプのホーンアンテナは、一方向にのみ広がっています。 Electricベクトルの方向にフレアすると、*断面のEプレーンホーン*が生成されます。同様に、磁気ベクトルの方向にフレアすると、*断面のH平面ホーン*が生成されます。

このタイプのホーンアンテナは、両側にフレアがあります。矩形導波管のEとHの両方の壁でフレアリングが行われると、*ピラミッドホーンアンテナ*が生成されます。このアンテナは、角錐台の形をしています。

円形導波管の壁がフレア状になっている場合、「円錐ホーン」として知られています。これは、円形導波管の論理的な終端です。

上記の図は、前述のホーン構成のタイプを示しています。

フレアリングは、アンテナインピーダンスを自由空間インピーダンスと一致させて、放射を改善するのに役立ちます。定在波比を回避し、より大きな指向性とより狭いビーム幅を提供します。フレア導波管は、技術的に*電磁ホーンラジエーター*と呼ぶことができます。

ホーンアンテナのフレア角*Φ*は、考慮すべき重要な要素です。これが小さすぎる場合、結果の波は平面ではなく球面になり、放射ビームは指向性になりません。したがって、フレア角には最適な値が必要であり、その長さに密接に関連しています。

ホーンアンテナを放物面反射器アンテナと組み合わせて、特殊なタイプのホーンアンテナを形成することもできます。これらは-

ホグホーンまたは三重に折り畳まれたホーンリフレクター

*Cass-horn antenna* では、電波は放物線状に湾曲し、45°の角度で上向きに反射される大きな底面で収集されます。 上面に当たった後、焦点に反射されます。 これらのゲインとビーム幅は放物面反射器のようです。

ホグホーン*アンテナでは、放物線の円柱が角錐ホーンに結合され、ビームがホーンの頂点に到達します。低ノイズのマイクロ波アンテナを形成します。ホグホーンアンテナの主な利点は、アンテナがその軸を中心に回転しているにもかかわらず、受信ポイントが移動しないことです。

ホーンアンテナの放射パターンは球面波面です。次の図は、ホーンアンテナの*放射パターン*を示しています。波は開口部から放射され、波の回折を最小限に抑えます。フレアにより、ビームの焦点が維持されます。放射ビームには高い指向性があります。

以下は、ホーンアンテナの利点です-

以下は、ホーンアンテナの欠点です-

以下は、ホーンアンテナの用途です-