La historia de las antenas de bocina se remonta a 1897, cuando el investigador de radio Jagadish Chandra Bose realizó diseños experimentales pioneros utilizando microondas. Posteriormente, GC Southworth y Wilmer Barrow inventaron la estructura de la antena de bocina moderna en 1938, respectivamente. Desde entonces, los diseños de antenas de bocina se han estudiado continuamente para explicar sus patrones de radiación y aplicaciones en una variedad de campos. Estas antenas son muy famosas en el campo de la transmisión por guía de ondas y microondas, por lo que a menudo se las denomina antenas de bocina.antenas de microondasPor lo tanto, este artículo explorará cómo funcionan las antenas de bocina y sus aplicaciones en diversos campos.
¿Qué es una antena de bocina?
A antena de bocinaEs una antena de apertura diseñada específicamente para frecuencias de microondas, con un extremo ensanchado o en forma de bocina. Esta estructura le confiere mayor directividad, permitiendo que la señal emitida se transmita fácilmente a largas distancias. Las antenas de bocina operan principalmente en frecuencias de microondas, por lo que su rango de frecuencia suele ser UHF o EHF.
Antena de bocina RFMISO RM-CDPHA618-20 (6-18 GHz)
Estas antenas se utilizan como bocinas de alimentación para antenas de gran tamaño, como las parabólicas y direccionales. Entre sus ventajas destacan la sencillez de diseño y ajuste, una baja relación de onda estacionaria, una directividad moderada y un amplio ancho de banda.
Diseño y funcionamiento de la antena de bocina
Las antenas de bocina se pueden diseñar utilizando guías de onda con forma de bocina para transmitir y recibir señales de microondas de radiofrecuencia. Generalmente, se emplean junto con alimentadores de guía de onda y dirigen las ondas de radio para crear haces estrechos. La sección ensanchada puede tener diversas formas, como cuadrada, cónica o rectangular. Para garantizar un funcionamiento correcto, el tamaño de la antena debe ser lo más pequeño posible. Si la longitud de onda es muy grande o el tamaño de la bocina es pequeño, la antena no funcionará correctamente.
Dibujo del contorno de una antena de bocina
En una antena de bocina, parte de la energía incidente se irradia hacia afuera por la entrada de la guía de ondas, mientras que el resto se refleja por la misma entrada, ya que esta está abierta. Esto provoca una mala adaptación de impedancia entre el espacio y la guía de ondas. Además, en los bordes de la guía de ondas, la difracción afecta su capacidad de radiación.
Para superar las limitaciones de la guía de ondas, la abertura final tiene forma de bocina electromagnética. Esto permite una transición suave entre el espacio y la guía de ondas, lo que proporciona una mejor directividad para las ondas de radio.
Al modificar la guía de ondas para que parezca una bocina, se elimina la discontinuidad y la impedancia de 377 ohmios entre el espacio y la guía de ondas. Esto mejora la directividad y la ganancia de la antena transmisora al reducir la difracción en los bordes, lo que permite que la energía incidente se emita en la dirección frontal.
Así funciona una antena de bocina: al excitar un extremo de la guía de ondas, se genera un campo magnético. En la propagación por guía de ondas, el campo se controla mediante las paredes de la guía, de modo que no se propaga de forma esférica, sino de manera similar a la propagación en el espacio libre. Al llegar al extremo de la guía, el campo se propaga de la misma forma que en el espacio libre, obteniéndose así un frente de onda esférico.
Tipos comunes de antenas de bocina
Antena de bocina de ganancia estándarEs un tipo de antena ampliamente utilizada en sistemas de comunicación, con ganancia y ancho de haz fijos. Este tipo de antena es adecuada para diversas aplicaciones y proporciona una cobertura de señal estable y fiable, además de una alta eficiencia de transmisión de potencia y una buena resistencia a las interferencias. Las antenas de bocina de ganancia estándar se utilizan habitualmente en comunicaciones móviles, fijas, por satélite y otros campos.
Recomendaciones de productos de antenas de bocina de ganancia estándar RFMISO:
RM-SGHA159-20 (4,90-7,05 GHz)
RM-SGHA90-15 (8,2-12,5 GHz)
RM-SGHA284-10 (2,60-3,95 GHz)
Antena de bocina de banda anchaEs una antena utilizada para recibir y transmitir señales inalámbricas. Posee características de banda ancha, puede cubrir señales en múltiples bandas de frecuencia simultáneamente y mantiene un buen rendimiento en diferentes bandas. Se utiliza comúnmente en sistemas de comunicación inalámbrica, sistemas de radar y otras aplicaciones que requieren una amplia cobertura. Su estructura de diseño es similar a la de una campana, lo que le permite recibir y transmitir señales de manera eficiente, además de ofrecer una gran resistencia a las interferencias y un largo alcance de transmisión.
Recomendaciones de productos de antenas de bocina de banda ancha RFMISO:
RM-BDHA618-10 (6-18 GHz)
RM-BDPHA4244-21 (42-44 GHz)
RM-BDHA1840-15B (18-40 GHz)
Antena de bocina de doble polarizaciónEs una antena especialmente diseñada para transmitir y recibir ondas electromagnéticas en dos direcciones ortogonales. Generalmente consta de dos antenas de bocina corrugadas dispuestas verticalmente, que pueden transmitir y recibir simultáneamente señales polarizadas en las direcciones horizontal y vertical. Se utiliza con frecuencia en radares, comunicaciones por satélite y sistemas de comunicación móvil para mejorar la eficiencia y la fiabilidad de la transmisión de datos. Este tipo de antena tiene un diseño sencillo y un rendimiento estable, y se utiliza ampliamente en la tecnología de comunicaciones moderna.
Recomendación de producto de antena de bocina de doble polarización RFMISO:
RM-BDPHA0818-12 (0,8-18 GHz)
RM-CDPHA218-15 (2-18 GHz)
RM-DPHA6090-16 (60-90 GHz)
Antena de bocina de polarización circularEs una antena especialmente diseñada para recibir y transmitir ondas electromagnéticas simultáneamente en direcciones vertical y horizontal. Generalmente consta de una guía de ondas circular y una boca acampanada con forma especial. Gracias a esta estructura, se logra la transmisión y recepción de ondas polarizadas circularmente. Este tipo de antena se utiliza ampliamente en sistemas de radar, comunicaciones y satélites, proporcionando una transmisión y recepción de señales más fiables.
Recomendaciones de productos de antenas de bocina de polarización circular RFMISO:
RM-CPHA82124-20 (8,2-12,4 GHz)
RM-CPHA09225-13 (0,9-2,25 GHz)
RM-CPHA218-16 (2-18 GHz)
Ventajas de la antena de bocina
1. No tiene componentes resonantes y puede funcionar en un amplio ancho de banda y un amplio rango de frecuencias.
2. La relación de ancho de haz suele ser de 10:1 (1 GHz – 10 GHz), a veces hasta 20:1.
3. Diseño sencillo.
4. Fácil de conectar a líneas de alimentación de guía de ondas y coaxiales.
5. Con una baja relación de onda estacionaria (ROE), puede reducir las ondas estacionarias.
6. Buena adaptación de impedancia.
7. El rendimiento es estable en todo el rango de frecuencias.
8. Puede formar pequeñas hojuelas.
9. Se utiliza como bocina de alimentación para grandes antenas parabólicas.
10. Proporcionar una mejor direccionalidad.
11. Evite las ondas estacionarias.
12. No tiene componentes resonantes y puede funcionar en un amplio ancho de banda.
13. Tiene una fuerte direccionalidad y proporciona una mayor direccionalidad.
14. Proporciona menos reflexión.
Aplicación de antena de bocina
Estas antenas se utilizan principalmente en investigación astronómica y aplicaciones de microondas. Pueden emplearse como elementos de alimentación para medir diferentes parámetros de antena en el laboratorio. En frecuencias de microondas, estas antenas pueden utilizarse siempre que tengan una ganancia moderada. Para lograr una ganancia media, el tamaño de la antena de bocina debe ser mayor. Este tipo de antenas son adecuadas para radares de velocidad, ya que evitan interferencias con la respuesta de reflexión requerida. Los reflectores parabólicos pueden ser excitados por elementos de alimentación como las antenas de bocina, iluminando así los reflectores gracias a la mayor directividad que proporcionan.
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Fecha de publicación: 28 de marzo de 2024
