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喇叭天線
閱讀�4733�(shí)間:2020-11-02 17:30:37

喇叭天線是面天線,波�(dǎo)管終端漸變張開的圓形或矩形截面的微波天線,是使用最廣泛的一類微波天��

�(jié)�(gòu)與分�

喇叭天線是一種應(yīng)用廣泛的微波天線,其�(yōu)�(diǎn)是結(jié)�(gòu)�(jiǎn)單、頻帶寬、功率容量大、調(diào)整與使用方便。合理的選擇喇叭尺寸,可以取得良好的輻射特性:相當(dāng)尖銳的主瓣,較小副瓣和較高的增益。因此喇叭天線在軍事和民用上�(yīng)用都非常廣泛,是一種常見的�(cè)試用天線�

喇叭天線的基本形式是把矩形波�(dǎo)和圓波導(dǎo)的開口面逐漸�(kuò)展而形成的,由于是波導(dǎo)開口面的逐漸�(kuò)�,改善了波導(dǎo)與自由空間的匹配,使得波�(dǎo)中的反射系數(shù)�,即波導(dǎo)中傳�?shù)慕^大部分能量由喇叭輻射出去,反射的能量很小�

從原理上來說,波�(dǎo)開口端和喇叭天線是很�(jiǎn)單的天線,但�(yán)格求解它們的口徑�(chǎng)及外�(chǎng)卻相�(dāng)困難� 首先� 波導(dǎo)開口端面上與喇叭口面上的�(chǎng)分布與無限長(zhǎng)波導(dǎo)�(nèi)的場(chǎng)分布不同,而且空間傳播的TEM波也不同,是�(jié)�(gòu)較為�(fù)雜的�。其�,在口面上除了入射波,還有反射波。再次,在口面上除了主波以外,還有高次波�。此外由于波�(dǎo)和喇叭的開放性結(jié)�(gòu),波�(dǎo)開口和喇叭開口邊緣處和外壁上都有電流存在,它們也參與輻射�

喇叭天線可以分為四類�

� 圓波�(dǎo)饋電的喇叭一般是圓錐喇叭;

� 矩形波導(dǎo)饋電的喇叭根�(jù)�(kuò)展的形式不同分為三種喇叭,即E面扇形喇�(由擴(kuò)展其窄邊形成);H面扇形喇�(�(kuò)展其寬邊形成);和角錐喇�(其寬�、窄邊均�(kuò)展而形�);

� TEM喇叭;

� 脊波�(dǎo)喇叭��

原理與特�

喇叭天線的輻射場(chǎng)可利用惠更斯原理由口面場(chǎng)來計(jì)�。口面場(chǎng)則由喇叭的口面尺寸與傳播波型所決定。可用幾何繞射理論計(jì)算喇叭壁�(duì)輻射的影�,從而使�(jì)算方向圖與實(shí)�(cè)值在直到�(yuǎn)旁瓣處都能較好地吻合。它的輻射特性由口面的尺寸與�(chǎng)分布決定,而阻抗由喇叭的頸�(始端不連續(xù)�)和口面的反射決定。當(dāng)喇叭�(zhǎng)度一定時(shí),若使喇叭張角逐漸增大,則口面尺寸與二次方相位差也同時(shí)加大,但增益并不和口面尺寸同步增�,而有一�(gè)其增益為最大值的口面尺寸,具有這樣尺寸的喇叭就叫作最佳喇��

圓錐喇叭和角錐喇叭傳播的是球面波,而在一�(gè)�(E或H�)張開的扇形喇叭中傳播的則是柱面波。喇叭口面場(chǎng)是具有二次方相位差的�(chǎng),二次方相位差的大小與喇叭的�(zhǎng)度和口面大小有關(guān)�

為了�(kuò)展喇叭的頻帶,必須減小喇叭頸處與口面處的反射。口面尺寸加�,則反射減小。此外,把波�(dǎo)與喇叭的過渡段盡量做得平滑些,也可以減小該處的反�。由于該位置附近的喇叭尺寸還很小,因此,不能傳播高次�,一般都傳輸單模。為了控制輻射方向圖,有�(shí)口面上需要多模場(chǎng)分布,這時(shí)�(yīng)在喇叭內(nèi)適當(dāng)位置引入能產(chǎn)生高次模的器�。這種喇叭叫作多模喇叭,可用作單脈沖雷�(dá)或高效率天線饋源。由于各模在喇叭�(nèi)的相速不�,多模喇叭的頻帶比常�(guī)喇叭的要��

�(yīng)�

由于喇叭天線�(jié)�(gòu)�(jiǎn)單和方向圖易于控�,通常用作中等方向性天�,如�(biāo)�(zhǔn)喇叭,最常見的是用作反射面的饋源(見天線饋�)。當(dāng)它用作獨(dú)立天線時(shí),一般都加上校正相位的反射面或透鏡。喇�-拋物反射面天線具有頻帶寬、副瓣低和效率高等特�,常用于微波中繼通信。而透鏡因其重量較重和結(jié)�(gòu)�(fù)雜等原因,已很少用作喇叭的相位校��

喇叭天線常用于如下幾�(gè)方面�1大型射電望遠(yuǎn)鏡的饋源,衛(wèi)星地面站的反射面天線饋源,微波中繼通訊用的反射面天� 饋源; 2相控陣的單元天線;3在天線測(cè)量中,喇叭天線常用作�(duì)其它高增益天線�(jìn)行校�(zhǔn)和增益測(cè)試的通用�(biāo)�(zhǔn)等�

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