Torviantenni on yksi laajalti käytetyistä antenneista, jolla on yksinkertainen rakenne, laaja taajuusalue, suuri tehokapasiteetti ja suuri vahvistus.Torviantennitkäytetään usein syöttöantenneina laajamittaisessa radioastronomiassa, satelliittiseuranta- ja tietoliikenneantenneissa. Heijastimien ja linssien syöttönä toimimisen lisäksi se on yleinen elementti vaiheistetuissa antenniryhmissä ja toimii yleisenä standardina muiden antennien kalibroinnille ja vahvistusmittauksille.
Torviantenni muodostetaan levittämällä vähitellen suorakulmaista tai pyöreää aaltojohtoa tietyllä tavalla. Aaltojohdon suun pinnan asteittaisen laajenemisen ansiosta aaltojohdon ja vapaan tilan välinen sovitus paranee, mikä pienentää heijastuskerrointa. Syötetyssä suorakulmaisessa aaltojohdossa tulisi saavuttaa mahdollisimman pitkälle yksimuotoinen lähetys, eli vain TE10-aaltoja lähetetään. Tämä ei ainoastaan keskitä signaalienergiaa ja vähennä häviöitä, vaan myös välttää useiden moodien välisten häiriöiden ja lisähajaantumisen vaikutukset.
Torviantennien erilaisten käyttöönottotapojen mukaan ne voidaan jakaa seuraaviin tyyppeihin:sektoritorviantennit, pyramiditorviantennit,kartiomaiset torviantennit, aallotetut torviantennit, harjatut torviantennit, monitilatorviantennit jne. Näitä yleisiä torviantenneja kuvataan alla. Johdanto yksi kerrallaan
Sektoritorviantenni
E-lentokoneen sektorin torviantenni
E-tason sektoritorviantenni on tehty suorakaiteen muotoisesta aaltojohteesta, joka on avattu tietyssä kulmassa sähkökentän suuntaan.
Alla oleva kuva esittää E-tason sektoritorviantennin simulaatiotulokset. Voidaan nähdä, että tämän kuvion keilanleveys E-tason suunnassa on kapeampi kuin H-tason suunnassa, mikä johtuu E-tason suuremmasta aukosta.
H-tason sektorin torviantenni
H-tason sektoritorviantenni on tehty suorakaiteen muotoisesta aaltojohteesta, joka on avattu tietyssä kulmassa magneettikentän suuntaan.
Alla oleva kuva esittää H-tason sektoritorviantennin simulaatiotulokset. Voidaan nähdä, että tämän kuvion keilanleveys H-tason suunnassa on kapeampi kuin E-tason suunnassa, mikä johtuu H-tason suuremmasta aukosta.
RFMISO-sektorin torviantennituotteet:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Pyramiditorviantenni
Pyramiditorviantenni on tehty suorakaiteen muotoisesta aaltojohteesta, joka avataan tietyssä kulmassa kahteen suuntaan samanaikaisesti.
Alla oleva kuva esittää pyramidimaisen torviantennin simulaatiotulokset. Sen säteilyominaisuudet ovat pohjimmiltaan E-tason ja H-tason sektoritorvien yhdistelmä.
Kartiomainen torviantenni
Kun pyöreän aaltojohteen avoin pää on torven muotoinen, sitä kutsutaan kartiomaiseksi torviantenniksi. Kartiotorviantennissa on pyöreä tai elliptinen aukko yläpuolella.
Alla oleva kuva näyttää kartiomaisen torviantennin simulaatiotulokset.
RFMISO-kartiotorviantennituotteet:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Aaltopahvista valmistettu torviantenni
Aallotettu torviantenni on torviantenni, jonka sisäpinta on aallotettu. Sen etuna on laaja taajuuskaista, alhainen ristipolarisaatio ja hyvä sädesymmetria, mutta sen rakenne on monimutkainen ja käsittelyn vaikeus ja kustannukset ovat korkeat.
Aaltopahvista valmistetut torviantennit voidaan jakaa kahteen tyyppiin: pyramidin muotoiset aaltopahvista valmistetut torviantennit ja kartiomaiset aaltopahvista valmistetut torviantennit.
RFMISO-aaltopahviantennituotteet:
RM-CHA140220-22
Pyramidin muotoinen aallotettu torviantenni
Kartiomainen aallotettu torviantenni
Alla oleva kuva esittää kartiomaisen aallotetun torviantennin simulaatiotulokset.
Harjattu torviantenni
Kun perinteisen torviantennin toimintataajuus on yli 15 GHz, takakeila alkaa jakautua ja sivukeilan taso kasvaa. Harjanteen lisääminen kaiuttimen onteloon voi lisätä kaistanleveyttä, vähentää impedanssia, lisätä vahvistusta ja parantaa säteilyn suuntaavuutta.
Harjatut torviantennit jaetaan pääasiassa kaksiharjaisiin torviantenneihin ja neliharjaisiin torviantenneihin. Seuraavassa käytetään simulaatioesimerkkinä yleisintä pyramidin muotoista kaksiharjaista torviantennia.
Pyramid Double Ridge -torviantenni
Aaltojohdinosan ja torven aukon väliin on lisätty kaksi harjannetta, ja se muodostaa kaksoisharjaisen torviantennin. Aaltojohdinosa on jaettu takaonteloon ja harjanmuotoiseen aaltojohtimeen. Takaontelo voi suodattaa pois aaltojohtimessa virittyneet korkeamman asteen moodit. Harjanmuotoinen aaltojohde pienentää päämoodilähetyksen katkaisutaajuutta, jolloin saavutetaan taajuuskaistan levennys.
Harjattu torviantenni on pienempi kuin yleinen torviantenni samalla taajuuskaistalla ja sillä on suurempi vahvistus kuin yleisellä torviantennilla samalla taajuuskaistalla.
Alla oleva kuva esittää pyramidin muotoisen kaksiharjaisen torviantennin simulaatiotulokset.
Monimuotoinen torviantenni
Monissa sovelluksissa torviantennien on tarjottava symmetriset kuviot kaikissa tasoissa, vaihekeskipisteiden yhteensopivuus $E$- ja $H$-tasoissa sekä sivukeilan vaimennuksen.
Monimuotoherätetorvirakenteen ansiosta kunkin tason säteen tasausvaikutus voi parantua ja sivukeilan taso voi pienentyä. Yksi yleisimmistä monimuototorviantenneista on kaksimuotoinen kartiomainen torviantenni.
Kaksitilainen kartiomainen torviantenni
Kaksoismoodinen kartiotorvi parantaa $E$-tasokuviota lisäämällä korkeamman asteen moodin TM11-moodin, jolloin sen kuviolla on aksiaalisesti symmetriset, tasatut sädeominaisuudet. Alla oleva kuva on kaaviokuva päämoodin TE11-moodin ja korkeamman asteen moodin TM11 aukon sähkökentän jakaumasta pyöreässä aaltojohteessa ja sen syntesoidun aukon kenttäjakaumasta.
Kaksimuotoisen kartiomaisen torven rakenteellinen toteutusmuoto ei ole ainutlaatuinen. Yleisiä toteutusmenetelmiä ovat Potter-torvi ja Pickett-Potter-torvi.
Alla oleva kuva näyttää Potterin kaksitoimisen kartiomaisen torviantennin simulaatiotulokset.
Julkaisun aika: 01.03.2024
