Ăng-ten hình loa là một trong những loại ăng-ten được sử dụng rộng rãi với cấu trúc đơn giản, dải tần rộng, công suất lớn và độ khuếch đại cao.Ăng-ten hình loaChúng thường được sử dụng làm ăng-ten cấp nguồn trong các hệ thống thiên văn vô tuyến quy mô lớn, theo dõi vệ tinh và ăng-ten thông tin liên lạc. Ngoài việc đóng vai trò là bộ cấp nguồn cho gương phản xạ và thấu kính, chúng còn là một thành phần phổ biến trong các mảng pha và là tiêu chuẩn chung để hiệu chuẩn và đo độ lợi của các ăng-ten khác.
Ăng-ten hình loa được tạo thành bằng cách dần dần mở rộng một ống dẫn sóng hình chữ nhật hoặc ống dẫn sóng hình tròn theo một cách cụ thể. Do sự mở rộng dần dần của bề mặt miệng ống dẫn sóng, sự phù hợp giữa ống dẫn sóng và không gian tự do được cải thiện, làm cho hệ số phản xạ nhỏ hơn. Đối với ống dẫn sóng hình chữ nhật được cấp nguồn, cần đạt được sự truyền dẫn đơn mode càng nhiều càng tốt, tức là chỉ truyền sóng TE10. Điều này không chỉ tập trung năng lượng tín hiệu và giảm tổn hao, mà còn tránh được tác động của nhiễu xuyên mode và sự tán xạ bổ sung do nhiều mode gây ra.
Theo các phương pháp triển khai khác nhau của ăng-ten hình loa, chúng có thể được chia thành các loại sau:Ăng-ten kèn phân vùngĂng-ten hình chóp,Ăng-ten hình nón, Ăng-ten hình loa lượn sóngĂng-ten dạng loa có gờ, ăng-ten dạng loa đa chế độ, v.v. Các loại ăng-ten dạng loa thông dụng này được mô tả chi tiết dưới đây. Giới thiệu từng loại một.
Ăng-ten kèn sector
Ăng-ten kèn hình nón mặt phẳng E
Ăng-ten kèn sector mặt phẳng E được làm từ một ống dẫn sóng hình chữ nhật mở ra ở một góc nhất định theo hướng của điện trường.
Hình dưới đây thể hiện kết quả mô phỏng của anten kèn sector mặt phẳng E. Có thể thấy rằng độ rộng chùm tia theo hướng mặt phẳng E hẹp hơn so với hướng mặt phẳng H, điều này là do khẩu độ lớn hơn của mặt phẳng E.
Ăng-ten kèn hình nón mặt phẳng H
Ăng-ten kèn hình quạt mặt phẳng H được làm từ một ống dẫn sóng hình chữ nhật mở ra ở một góc nhất định theo hướng của từ trường.
Hình dưới đây thể hiện kết quả mô phỏng của anten kèn hình quạt mặt phẳng H. Có thể thấy rằng độ rộng chùm tia theo hướng mặt phẳng H hẹp hơn so với hướng mặt phẳng E, điều này là do khẩu độ của mặt phẳng H lớn hơn.
Sản phẩm anten kèn phân vùng RFMISO:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Ăng-ten hình chóp
Ăng-ten hình chóp được làm từ một ống dẫn sóng hình chữ nhật được mở ra ở một góc nhất định theo hai hướng cùng một lúc.
Hình dưới đây thể hiện kết quả mô phỏng của một ăng-ten hình chóp. Đặc tính bức xạ của nó về cơ bản là sự kết hợp của các ăng-ten hình nón mặt phẳng E và mặt phẳng H.
Ăng-ten hình nón
Khi đầu hở của ống dẫn sóng tròn có hình dạng như chiếc loa kèn, nó được gọi là ăng-ten loa kèn hình nón. Ăng-ten loa kèn hình nón có một lỗ hình tròn hoặc hình elip ở phía trên.
Hình dưới đây thể hiện kết quả mô phỏng của ăng-ten hình nón.
Sản phẩm anten hình nón RFMISO:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Ăng-ten dạng loa lượn sóng
Ăng-ten hình loa có bề mặt bên trong lượn sóng là một loại ăng-ten hình loa có bề mặt bên trong lượn sóng. Nó có ưu điểm là dải tần rộng, độ phân cực chéo thấp và hiệu suất đối xứng chùm tia tốt, nhưng cấu trúc của nó phức tạp, độ khó gia công và chi phí cao.
Ăng-ten dạng loa lượn sóng có thể được chia thành hai loại: ăng-ten dạng loa lượn sóng hình chóp và ăng-ten dạng loa lượn sóng hình nón.
Sản phẩm ăng-ten dạng loa sóng RFMISO:
RM-CHA140220-22
Ăng-ten hình chóp có gờ
Ăng-ten hình nón có gờ
Hình dưới đây thể hiện kết quả mô phỏng của ăng-ten hình nón có gờ.
Ăng-ten hình loa có gờ
Khi tần số hoạt động của ăng-ten kèn thông thường lớn hơn 15 GHz, búp sóng phía sau bắt đầu tách ra và mức búp sóng bên tăng lên. Việc thêm cấu trúc gờ vào khoang loa có thể tăng băng thông, giảm trở kháng, tăng độ lợi và tăng cường tính định hướng của bức xạ.
Ăng-ten dạng loa có gờ chủ yếu được chia thành ăng-ten dạng loa hai gờ và ăng-ten dạng loa bốn gờ. Phần sau đây sử dụng ăng-ten dạng loa hai gờ hình chóp phổ biến nhất làm ví dụ minh họa cho mô phỏng.
Ăng-ten hình chóp có hai gờ
Việc thêm hai cấu trúc gờ giữa phần ống dẫn sóng và phần miệng loa tạo thành ăng-ten loa hai gờ. Phần ống dẫn sóng được chia thành một khoang phía sau và một ống dẫn sóng có gờ. Khoang phía sau có thể lọc bỏ các mode bậc cao hơn được kích thích trong ống dẫn sóng. Ống dẫn sóng có gờ làm giảm tần số cắt của sự truyền dẫn mode chính, do đó đạt được mục đích mở rộng dải tần số.
Ăng-ten dạng loa có gờ nhỏ hơn ăng-ten dạng loa thông thường trong cùng dải tần và có độ lợi cao hơn ăng-ten dạng loa thông thường trong cùng dải tần.
Hình dưới đây thể hiện kết quả mô phỏng của ăng-ten hình chóp có hai gờ.
Ăng-ten kèn đa chế độ
Trong nhiều ứng dụng, ăng-ten hình loa cần phải cung cấp các mẫu bức xạ đối xứng trên tất cả các mặt phẳng, sự trùng khớp tâm pha trên các mặt phẳng $E$ và $H$, và khả năng triệt tiêu búp sóng phụ.
Cấu trúc anten kèn kích thích đa chế độ có thể cải thiện hiệu quả cân bằng chùm tia của mỗi mặt phẳng và giảm mức búp sóng phụ. Một trong những loại anten kèn đa chế độ phổ biến nhất là anten kèn hình nón hai chế độ.
Ăng-ten hình nón chế độ kép
Cấu trúc hình nón hai chế độ cải thiện mô hình mặt phẳng $E$ bằng cách đưa vào chế độ bậc cao hơn TM11, sao cho mô hình của nó có đặc tính chùm tia cân bằng đối xứng trục. Hình dưới đây là sơ đồ mô tả sự phân bố điện trường khẩu độ của chế độ chính TE11 và chế độ bậc cao hơn TM11 trong ống dẫn sóng tròn và sự phân bố điện trường khẩu độ tổng hợp của nó.
Hình thức cấu trúc thực hiện của loa hình nón hai chế độ không phải là duy nhất. Các phương pháp thực hiện phổ biến bao gồm loa Potter và loa Pickett-Potter.
Hình dưới đây thể hiện kết quả mô phỏng của ăng-ten hình nón kép Potter.
Thời gian đăng bài: 01/03/2024
