La antena de bocina es una de las antenas más utilizadas, con una estructura simple, un amplio rango de frecuencia, una gran capacidad de potencia y una alta ganancia.Antenas de bocinaSe utilizan frecuentemente como antenas de alimentación en radioastronomía a gran escala, seguimiento de satélites y antenas de comunicación. Además de alimentar reflectores y lentes, son un elemento común en redes de antenas en fase y sirven como patrón común para la calibración y medición de ganancia de otras antenas.
Una antena de bocina se forma desplegando gradualmente una guía de onda rectangular o circular de una manera específica. Debido a la expansión gradual de la superficie de la boca de la guía de onda, se mejora la adaptación entre la guía de onda y el espacio libre, lo que reduce el coeficiente de reflexión. Para la guía de onda rectangular alimentada, se debe lograr la transmisión monomodo en la medida de lo posible, es decir, solo se transmiten ondas TE10. Esto no solo concentra la energía de la señal y reduce las pérdidas, sino que también evita el impacto de la interferencia entre modos y la dispersión adicional causada por múltiples modos.
Según los diferentes métodos de despliegue de las antenas de bocina, se pueden dividir en:antenas de bocina sectoriales, antenas de bocina piramidales,antenas de bocina cónica, antenas de bocina corrugadasAntenas de bocina estriadas, antenas de bocina multimodo, etc. Estas antenas de bocina comunes se describen a continuación. Introducción una por una
Antena de bocina sectorial
Antena de bocina sectorial de plano E
La antena de bocina sectorial en el plano E está compuesta por una guía de ondas rectangular abierta en un cierto ángulo en la dirección del campo eléctrico.
La figura siguiente muestra los resultados de la simulación de la antena de bocina sectorial en el plano E. Se puede observar que el ancho del haz de este patrón en la dirección del plano E es menor que en la dirección del plano H, lo cual se debe a la mayor apertura del plano E.
Antena de bocina sectorial en plano H
La antena de bocina sectorial en el plano H está compuesta por una guía de ondas rectangular abierta en un cierto ángulo en la dirección del campo magnético.
La figura siguiente muestra los resultados de la simulación de la antena de bocina sectorial en el plano H. Se puede observar que el ancho del haz de este patrón en la dirección del plano H es menor que en la dirección del plano E, lo cual se debe a la mayor apertura del plano H.
Productos de antenas de bocina sectoriales RFMISO:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Antena de bocina piramidal
La antena de bocina piramidal está compuesta por una guía de ondas rectangular que se abre en un cierto ángulo en dos direcciones simultáneamente.
La figura que se muestra a continuación ilustra los resultados de la simulación de una antena de bocina piramidal. Sus características de radiación son básicamente una combinación de bocinas sectoriales en el plano E y en el plano H.
Antena de bocina cónica
Cuando el extremo abierto de una guía de ondas circular tiene forma de bocina, se denomina antena de bocina cónica. Una antena de bocina cónica tiene una abertura circular o elíptica en la parte superior.
La siguiente figura muestra los resultados de la simulación de la antena de bocina cónica.
Productos de antenas de bocina cónica RFMISO:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Antena de bocina corrugada
Una antena de bocina corrugada es una antena de bocina con una superficie interna corrugada. Presenta las ventajas de una banda de frecuencia amplia, baja polarización cruzada y buena simetría del haz, pero su estructura es compleja y su procesamiento resulta difícil y costoso.
Las antenas de bocina corrugadas se pueden dividir en dos tipos: antenas de bocina corrugadas piramidales y antenas de bocina corrugadas cónicas.
Productos de antenas de bocina corrugadas RFMISO:
RM-CHA140220-22
Antena de bocina corrugada piramidal
Antena de bocina cónica corrugada
La siguiente figura muestra los resultados de la simulación de la antena de bocina cónica corrugada.
Antena de bocina estriada
Cuando la frecuencia de operación de una antena de bocina convencional supera los 15 GHz, el lóbulo posterior comienza a dividirse y el nivel del lóbulo lateral aumenta. Agregar una estructura de cresta a la cavidad del altavoz puede aumentar el ancho de banda, reducir la impedancia, incrementar la ganancia y mejorar la direccionalidad de la radiación.
Las antenas de bocina con cresta se dividen principalmente en antenas de bocina de doble cresta y antenas de bocina de cuatro crestas. A continuación, se utiliza como ejemplo para la simulación la antena de bocina piramidal de doble cresta, la más común.
Antena de bocina de doble cresta piramidal
Al añadir dos estructuras de cresta entre la guía de ondas y la abertura de la bocina, se obtiene una antena de bocina de doble cresta. La sección de guía de ondas se divide en una cavidad posterior y una guía de ondas de cresta. La cavidad posterior filtra los modos de orden superior excitados en la guía de ondas. La guía de ondas de cresta reduce la frecuencia de corte de la transmisión del modo principal, logrando así ampliar la banda de frecuencia.
La antena de bocina estriada es más pequeña que la antena de bocina general en la misma banda de frecuencia y tiene una ganancia mayor que la antena de bocina general en la misma banda de frecuencia.
La siguiente figura muestra los resultados de la simulación de la antena de bocina piramidal de doble cresta.
Antena de bocina multimodo
En muchas aplicaciones, las antenas de bocina deben proporcionar patrones simétricos en todos los planos, coincidencia del centro de fase en los planos E y H, y supresión de lóbulos laterales.
La estructura de bocina de excitación multimodo puede mejorar el efecto de ecualización del haz en cada plano y reducir el nivel de lóbulos laterales. Una de las antenas de bocina multimodo más comunes es la antena de bocina cónica de modo dual.
Antena de bocina cónica de modo dual
La bocina cónica de modo dual mejora el patrón del plano E mediante la introducción de un modo de orden superior TM11, lo que resulta en un patrón con características de haz ecualizado y simétrico axialmente. La figura siguiente muestra un diagrama esquemático de la distribución del campo eléctrico de apertura del modo principal TE11 y del modo de orden superior TM11 en una guía de onda circular, así como la distribución del campo de apertura sintetizada.
La forma de implementación estructural de la bocina cónica de modo dual no es única. Los métodos de implementación comunes incluyen la bocina Potter y la bocina Pickett-Potter.
La siguiente figura muestra los resultados de la simulación de la antena de bocina cónica de modo dual de Potter.
Fecha de publicación: 1 de marzo de 2024
