Torviantennien historia juontaa juurensa vuoteen 1897, jolloin radiotutkija Jagadish Chandra Bose teki uraauurtavia kokeellisia suunnitelmia mikroaaltojen avulla. Myöhemmin G. C. Southworth ja Wilmer Barrow keksivät nykyaikaisen torviantennin rakenteen vuonna 1938. Siitä lähtien torviantennien rakenteita on jatkuvasti tutkittu niiden säteilykuvioiden ja sovellusten selittämiseksi useilla eri aloilla. Nämä antennit ovat erittäin kuuluisia aaltojohtolähetysten ja mikroaaltojen alalla, joten niitä kutsutaan useinmikroaaltoantennitSiksi tässä artikkelissa tarkastellaan torviantennien toimintaa ja niiden sovelluksia eri aloilla.
Mikä on torviantenni?
A torviantennion mikroaaltotaajuuksille suunniteltu aukkoantenni, jossa on levennetty tai torvimainen pää. Tämä rakenne antaa antennille paremman suuntaavuuden, jolloin lähetetty signaali voidaan helposti lähettää pitkiä matkoja. Torviantennit toimivat pääasiassa mikroaaltotaajuuksilla, joten niiden taajuusalue on yleensä UHF tai EHF.
RFMISO-torviantenni RM-CDPHA618-20 (6-18GHz)
Näitä antenneja käytetään syöttötorvina suurille antenneille, kuten parabolisille ja suunta-antenneille. Niiden etuja ovat yksinkertainen rakenne ja säätö, alhainen seisovan aallon suhde, kohtuullinen suuntaavuus ja laaja kaistanleveys.
Torviantennin suunnittelu ja toiminta
Torviantennien suunnittelussa voidaan käyttää torvimaisia aaltojohtimia radiotaajuisten mikroaaltosignaalien lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Tyypillisesti niitä käytetään yhdessä aaltojohtimien syötteiden ja suorien radioaaltojen kanssa kapeiden keilojen luomiseksi. Leveä osa voi olla eri muotoinen, kuten neliön, kartion tai suorakaiteen muotoinen. Jotta antennin toiminta olisi asianmukaista, sen koon tulisi olla mahdollisimman pieni. Jos aallonpituus on erittäin suuri tai torven koko pieni, antenni ei toimi kunnolla.
Torviantennin ääriviivapiirros
Torviantennissa osa tulevasta energiasta säteilee ulos aaltojohtimen sisäänkäynnistä, kun taas loput energiasta heijastuu takaisin samasta sisäänkäynnistä, koska sisäänkäynti on avoin, mikä johtaa huonoon impedanssisovitukseen tilan ja aaltojohtimen välillä. Lisäksi aaltojohtimen reunoilla diffraktio vaikuttaa aaltojohtimen säteilykykyyn.
Aaltojohtimen puutteiden voittamiseksi päätyaukko on suunniteltu sähkömagneettisen torven muotoiseksi. Tämä mahdollistaa sujuvan siirtymän tilan ja aaltojohtimen välillä, mikä parantaa radioaaltojen suuntaavuutta.
Muuttamalla aaltojohtoa torvirakenteen kaltaiseksi, tilan ja aaltojohdon välinen epäjatkuvuus ja 377 ohmin impedanssi eliminoidaan. Tämä parantaa lähetysantennin suuntaavuutta ja vahvistusta vähentämällä diffraktiota reunoilla, jolloin tuleva energia säteilee eteenpäin.
Torviantenni toimii seuraavasti: Kun aaltojohtimen toinen pää viritetään, syntyy magneettikenttä. Aaltojohtimen etenemisen tapauksessa etenemiskenttää voidaan ohjata aaltojohtimen seinämien kautta siten, että kenttä ei etene pallomaisesti, vaan samalla tavalla kuin vapaassa tilassa eteneminen. Kun ohikulkeva kenttä saavuttaa aaltojohtimen pään, se etenee samalla tavalla kuin vapaassa tilassa, joten aaltojohtimen päähän saadaan pallomainen aaltorintama.
Yleisiä torviantennien tyyppejä
Standard Gain -torviantennion antennityyppi, jota käytetään laajalti tietoliikennejärjestelmissä, joissa on kiinteä vahvistus ja keilanleveys. Tällainen antenni sopii moniin sovelluksiin ja voi tarjota vakaan ja luotettavan signaalin kattavuuden sekä korkean tehonsiirtotehokkuuden ja hyvän häiriönsietokyvyn. Vakiovahvistuksen omaavia torviantenneja käytetään yleensä laajalti matkaviestinnässä, kiinteässä viestinnässä, satelliittiviestinnässä ja muilla aloilla.
RFMISO-standardin mukainen vahvistus torviantennin tuotesuositukset:
RM-SGHA159-20 (4,90–7,05 GHz)
RM-SGHA90-15 (8,2-12,5 GHz)
RM-SGHA284-10 (2,60–3,95 GHz)
Laajakaistainen torviantennion antenni, jota käytetään langattomien signaalien vastaanottamiseen ja lähettämiseen. Sillä on laajakaistaominaisuudet, se voi kattaa signaaleja useilla taajuusalueilla samanaikaisesti ja ylläpitää hyvää suorituskykyä eri taajuusalueilla. Sitä käytetään yleisesti langattomissa viestintäjärjestelmissä, tutkajärjestelmissä ja muissa sovelluksissa, jotka vaativat laajakaistaista peittoa. Sen rakenne on samanlainen kuin kellotorven muoto, joka voi tehokkaasti vastaanottaa ja lähettää signaaleja, ja sillä on vahva häiriönsietokyky ja pitkä lähetysmatka.
RFMISO-laajakaistaisen torviantennin tuotesuositukset:
RM-BDHA618-10 (6-18 GHz)
RM-BDPHA4244-21 (42–44 GHz)
RM-BDHA1840-15B (18–40 GHz)
Kaksoispolarisoitu torviantennion antenni, joka on erityisesti suunniteltu lähettämään ja vastaanottamaan sähkömagneettisia aaltoja kahdessa ortogonaalisessa suunnassa. Se koostuu yleensä kahdesta pystysuoraan sijoitetusta aallotetusta torviantennista, jotka voivat samanaikaisesti lähettää ja vastaanottaa polarisoituja signaaleja vaaka- ja pystysuunnassa. Sitä käytetään usein tutka-, satelliittiviestintä- ja mobiiliviestintäjärjestelmissä tiedonsiirron tehokkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi. Tällaisella antennilla on yksinkertainen rakenne ja vakaa suorituskyky, ja sitä käytetään laajalti nykyaikaisessa viestintätekniikassa.
RFMISO-kaksoispolarisaatiolla varustettu torviantennituotesuositus:
RM-BDPHA0818-12 (0,8–18 GHz)
RM-CDPHA218-15 (2–18 GHz)
RM-DPHA6090-16 (60–90 GHz)
Pyöreä polarisaatiotorviantennion erityisesti suunniteltu antenni, joka voi vastaanottaa ja lähettää sähkömagneettisia aaltoja pystysuoraan ja vaakasuoraan suuntaan samanaikaisesti. Se koostuu yleensä pyöreästä aaltojohtimesta ja erityisesti muotoillusta kellosuun. Tämän rakenteen avulla voidaan saavuttaa ympyräpolarisoitu lähetys ja vastaanotto. Tämän tyyppistä antennia käytetään laajalti tutka-, viestintä- ja satelliittijärjestelmissä, ja se tarjoaa luotettavampia signaalin lähetys- ja vastaanottoominaisuuksia.
RFMISO:n ympyräpolarisoidun torviantennin tuotesuositukset:
RM-CPHA82124-20 (8,2–12,4 GHz)
RM-CPHA09225-13 (0,9-2,25 GHz)
RM-CPHA218-16 (2–18 GHz)
Torviantennin edut
1. Ei resonoivia komponentteja ja voi toimia laajalla kaistanleveydellä ja laajalla taajuusalueella.
2. Säteenleveyssuhde on yleensä 10:1 (1 GHz – 10 GHz), joskus jopa 20:1.
3. Yksinkertainen muotoilu.
4. Helppo liittää aaltojohtoon ja koaksiaalisyöttölinjoihin.
5. Alhaisen seisovan aallon suhteen (SWR) ansiosta se voi vähentää seisovia aaltoja.
6. Hyvä impedanssin sovitus.
7. Suorituskyky on vakaa koko taajuusalueella.
8. Voi muodostaa pieniä lehdyköitä.
9. Käytetään suurten parabolisten antennien syöttötorvena.
10. Tarjoa parempi suuntaavuus.
11. Vältä seisovia aaltoja.
12. Ei resonoivia komponentteja ja voi toimia laajalla kaistanleveydellä.
13. Sillä on vahva suuntavaikutus ja se tarjoaa paremman suuntavaikutuksen.
14. Heijastaa vähemmän.
Torviantennin käyttö
Näitä antenneja käytetään pääasiassa tähtitieteellisessä tutkimuksessa ja mikroaaltopohjaisissa sovelluksissa. Niitä voidaan käyttää syöttöelementteinä erilaisten antenniparametrien mittaamiseen laboratoriossa. Mikroaaltotaajuuksilla näitä antenneja voidaan käyttää, kunhan niillä on kohtalainen vahvistus. Keskitason vahvistuksen saavuttamiseksi torviantennin koon on oltava suurempi. Tällaiset antennit soveltuvat nopeuskameroihin, jotta vältetään häiriöt vaaditussa heijastusvasteessa. Parabolisia heijastimia voidaan virittää syöttöelementeillä, kuten torviantenneilla, jolloin heijastimet valaistaan hyödyntämällä niiden tarjoamaa korkeampaa suuntaavuutta.
Lisätietoja saat käymällä sivuillamme
Puhelin: 0086-028-82695327
Julkaisun aika: 28.3.2024
