Hiện tượng loe rộng ăng-ten hình loa là sự mở rộng dần dần của ống dẫn sóng từ phần cổ họng đến một lỗ bức xạ lớn hơn.Quá trình chuyển đổi này cho phép trường điện từ dẫn hướng lan rộng trước khi đến không gian tự do, giúp ăng-ten đạt được sự phù hợp trở kháng, định hướng và điều khiển chùm tia hữu ích.
Hiện tượng loe rộng ở ăng-ten hình loa có nghĩa là gì?
Một ống dẫn sóng hở đầu đơn giản có thể phát xạ, nhưng ranh giới đột ngột giữa ống dẫn sóng và không gian tự do gây ra hiện tượng phản xạ và hạn chế khẩu độ phát xạ hiệu quả. Một loa hình nón loe rộng thay đổi tiết diện của ống dẫn sóng một cách dần dần thay vì đột ngột.
Khi trường điện từ truyền qua vùng bùng phát, nó sẽ mở rộng trên một khẩu độ lớn hơn. Kích thước khẩu độ và sự phân bố pha sau đó sẽ quyết định các đặc tính quan trọng như độ khuếch đại, độ rộng chùm tia, các búp sóng phụ và hiệu suất bức xạ. Việc bùng phát làm giảm mức độ nghiêm trọng của quá trình chuyển tiếp, nhưng nó không loại bỏ sự phản xạ hoặc đảm bảo sự phù hợp hoàn hảo.
Tại sao phần loe của ăng-ten hình loa lại quan trọng?
Phối hợp trở kháng và VSWR
Quá trình chuyển đổi dần dần thường làm giảm sự không khớp giữa chế độ dẫn sóng và không gian tự do. Kết quả chính xác phụ thuộc vào hình dạng loa, chiều dài, khẩu độ và kích thước ống dẫn sóng, do đó cần phải kiểm tra VSWR trên toàn bộ dải tần dự định.
Độ khuếch đại và khẩu độ hiệu dụng
Việc loe ăng-ten tạo ra khẩu độ bức xạ hiệu dụng lớn hơn. Khi trường khẩu độ có biên độ và phân bố pha phù hợp, nhiều năng lượng hơn sẽ được tập trung theo hướng phía trước và độ lợi của ăng-ten tăng lên. Độ lợi không chỉ được xác định bởi góc loe ăng-ten.
Độ rộng chùm tia và mô hình bức xạ
Khẩu độ điện lớn hơn thường tạo ra chùm tia chính hẹp hơn. Kích thước vùng loe ở mặt phẳng E và mặt phẳng H có thể được lựa chọn độc lập trong loa hình chóp, cho phép các nhà thiết kế định hình chùm tia ở mỗi mặt phẳng chính.
Sai số pha khẩu độ
Trường điện từ không đến mọi điểm của khẩu độ với cùng một pha. Nếu loa kèn quá ngắn so với kích thước khẩu độ, sự biến thiên pha có thể tăng lên, làm giảm hiệu suất khẩu độ và ảnh hưởng đến chùm tia chính và các búp sóng phụ.
Góc loe, kích thước khẩu độ và chiều dài loa hoạt động cùng nhau như thế nào?
Không có góc loe tối ưu chung cho mọi loại ăng-ten dạng loa. Hình dạng tối ưu phụ thuộc vào tần số, chế độ dẫn sóng, độ lợi mục tiêu, độ rộng chùm tia, băng thông, kích thước cho phép và yêu cầu về mẫu bức xạ.
- Góc loe rộng hơnCó thể tạo ra khẩu độ lớn hơn trong cấu trúc ngắn hơn, nhưng một chiếc loa quá ngắn có thể gây ra sai số pha khẩu độ lớn hơn.
- Góc loe nhỏ hơnThông thường, cần một loa dài hơn để có cùng kích thước khẩu độ, làm tăng chiều dài cơ học đồng thời hỗ trợ quá trình chuyển tiếp mượt mà hơn.
- Khẩu độ lớn hơncó thể hỗ trợ độ định hướng cao hơn và chùm tia hẹp hơn, miễn là sự phân bố pha và biên độ được kiểm soát tốt.
Các hình dạng loa loe phổ biến
- Loa kèn hình quạt mặt phẳng E:Bùng phát chủ yếu trong mặt phẳng điện trường.
- Loa kèn hình quạt mặt phẳng chữ H:Bùng phát chủ yếu trong mặt phẳng từ trường.
- Sừng hình chóp:Có hình dạng loe ra ở cả hai mặt phẳng chính và thường được sử dụng cho các ứng dụng khuếch đại tiêu chuẩn.
- Sừng hình nón:Được hình thành từ một ống dẫn sóng hình tròn và mở rộng về phía một lỗ tròn.
Những cân nhắc thực tế về thiết kế
Các kỹ sư đánh giá hình dạng của ăng-ten loe cùng với tần số hoạt động, kích thước ống dẫn sóng, độ lợi, độ rộng chùm tia 3 dB, VSWR, mức búp sóng phụ, phân cực và các ràng buộc cơ học. Ở tần số sóng milimét, độ chính xác gia công, chất lượng bề mặt và sự thẳng hàng của mặt bích ngày càng trở nên quan trọng vì các sai số kích thước nhỏ chiếm một phần lớn hơn của bước sóng.
Các ăng-ten và linh kiện dẫn sóng liên quan trong dải tần 15–22 GHz
Các sản phẩm bên dưới minh họa một số linh kiện RF có sẵn trong dải tần 15–22 GHz. Đối với ăng-ten dạng loa có độ khuếch đại tiêu chuẩn trong dải tần này, xem RM-SGHA51-25.
Nơi sử dụng ăng-ten dạng loa loe.
- Hệ thống đo lường và hiệu chuẩn anten
- Hệ thống thu và phát radar
- Cấp tín hiệu cho ăng-ten vệ tinh và ăng-ten phản xạ
- Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm về EMC và vi sóng
- Các liên kết truyền thông vi sóng và sóng milimét
Câu hỏi thường gặp
Góc loe lớn hơn có luôn làm tăng độ khuếch đại không?
Không. Góc loe lớn hơn có thể làm tăng kích thước khẩu độ với chiều dài loa cố định, nhưng sai số pha quá lớn có thể làm giảm hiệu suất khẩu độ. Độ khuếch đại phụ thuộc vào toàn bộ hình học và sự phân bố trường.
Góc loe tối ưu cho ăng-ten dạng loa là bao nhiêu?
Không có giá trị tối ưu duy nhất. Các nhà thiết kế lựa chọn góc cùng với kích thước khẩu độ và chiều dài loa để đáp ứng các yêu cầu về tần số, độ lợi, độ rộng chùm tia, VSWR và kích thước.
Liệu việc chiếu sáng quá mức có loại bỏ được hiện tượng phản chiếu?
Không. Việc loe rộng ống dẫn sóng giúp chuyển tiếp dần dần từ ống dẫn sóng sang không gian tự do và có thể giảm phản xạ, nhưng sự phù hợp cuối cùng vẫn phụ thuộc vào toàn bộ thiết kế.
Lựa chọn ăng-ten dạng loa
Nguồn cung cấp RF MISOgiải pháp anten kènDành cho các ứng dụng vi sóng và sóng milimét. Để biết tùy chọn khuếch đại tiêu chuẩn 14,5–22 GHz, hãy xem xét...RM-SGHA51-25Để có cái nhìn tổng quan hơn, hãy xem...Ăng-ten hình loa: Nguyên lý hoạt động, các loại, đặc tính bức xạ và ứng dụng..
Bạn cần trợ giúp trong việc lựa chọn hình dạng ăng-ten, dải tần số, độ khuếch đại hoặc giao diện?Liên hệ RF MISOĐể thảo luận về các yêu cầu đo lường hoặc tích hợp hệ thống của bạn.
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Thời gian đăng bài: 17/04/2025
