ホーン アンテナの歴史は、ラジオ研究者のジャガディッシュ チャンドラ ボースがマイクロ波を使用した先駆的な実験設計を行った 1897 年に遡ります。その後、1938 年に GC サウスワースとウィルマー バローがそれぞれ現代のホーン アンテナの構造を発明しました。それ以来、ホーン アンテナの設計は、その放射パターンとさまざまな分野での応用を説明するために継続的に研究されてきました。これらのアンテナは導波管伝送とマイクロ波の分野で非常に有名であるため、しばしばこう呼ばれます。マイクロ波アンテナ。したがって、この記事では、ホーンアンテナの仕組みとさまざまな分野での応用について説明します。
ホーンアンテナとは何ですか？
A ホーンアンテナマイクロ波周波数用に特別に設計された開口アンテナで、先端が幅広またはホーン状になっています。この構造により、アンテナの指向性が向上し、放射された信号を長距離に容易に送信できるようになります。ホーン アンテナは主にマイクロ波周波数で動作するため、その周波数範囲は通常 UHF または EHF です。
RFMISO ホーンアンテナ RM-CDPHA618-20 (6-18GHz)
これらのアンテナは、パラボラアンテナや指向性アンテナなどの大型アンテナのフィードホーンとして使用されます。設計と調整が簡単であること、定在波比が低いこと、指向性が中程度であること、帯域幅が広いことなどの利点があります。
ホーンアンテナの設計と運用
ホーン アンテナの設計は、無線周波数のマイクロ波信号を送受信するためのホーン形状の導波管を使用して実装できます。通常、これらは導波管フィードおよび直接電波と組み合わせて使用され、狭いビームを作成します。フレア部分は、正方形、円錐形、長方形など、さまざまな形状にすることができます。適切な動作を保証するには、アンテナのサイズをできるだけ小さくする必要があります。波長が非常に長い場合、またはホーンのサイズが小さい場合、アンテナは適切に動作しません。
ホーンアンテナ外形図
ホーンアンテナでは、入射エネルギーの一部は導波管の入り口から放射されますが、入り口が開いているため、残りのエネルギーは同じ入り口から反射され、その結果、空間と導波管の間のインピーダンス整合が不良になります。導波管。さらに、導波路の端では、回折が導波路の放射能力に影響を与えます。
導波管の欠点を克服するために、端の開口部は電磁ホーンの形に設計されています。これにより、空間と導波管の間のスムーズな移行が可能になり、電波の指向性が向上します。
導波管をホーン構造のように変化させることにより、空間と導波管間の不連続性と377オームのインピーダンスが解消されます。これにより、エッジでの回折が減少し、前方向に放射される入射エネルギーが得られるため、送信アンテナの指向性と利得が向上します。
ホーン アンテナの仕組みは次のとおりです。導波管の一端が励起されると、磁場が生成されます。導波路伝播の場合、伝播する場は導波路の壁を通して制御できるため、場は球状に伝播するのではなく、自由空間伝播と同様の方法で伝播します。通過磁場が導波路端に到達すると、自由空間と同じように伝播するため、導波路端では球面の波面が得られます。
一般的なホーンアンテナの種類
標準ゲインホーンアンテナ固定ゲインとビーム幅を備えた通信システムで広く使用されているアンテナのタイプです。この種のアンテナは多くの用途に適しており、安定した信頼性の高い信号カバレッジに加えて、高い電力伝送効率と優れた耐干渉能力を提供できます。標準ゲイン ホーン アンテナは、通常、移動通信、固定通信、衛星通信などの分野で広く使用されています。
RFMISO標準ゲインホーンアンテナ推奨製品：
RM-SGHA159-20 （4.90～7.05GHz）
RM-SGHA90-15（8.2～12.5GHz）
RM-SGHA284-10（2.60～3.95GHz）
ブロードバンドホーンアンテナ無線信号の送受信に使用されるアンテナです。広帯域特性を持ち、複数の周波数帯域の信号を同時にカバーでき、異なる周波数帯域でも良好なパフォーマンスを維持できます。これは、無線通信システム、レーダー システム、および広帯域のカバレッジを必要とするその他のアプリケーションで一般的に使用されます。その設計構造はベルマウスの形状に似ており、信号を効果的に送受信でき、強力な抗干渉能力と長い伝送距離を備えています。
RFMISO 広帯域ホーンアンテナ製品推奨品：
RM-BDHA618-10（6～18GHz）
RM-BDPHA4244-21（42～44GHz）
RM-BDHA1840-15B（18～40GHz）
デュアル偏波ホーンアンテナは、直交する 2 つの方向に電磁波を送受信するように特別に設計されたアンテナです。通常、垂直に配置された 2 つの波形ホーン アンテナで構成され、水平方向と垂直方向の偏波信号を同時に送信および受信できます。データ伝送の効率と信頼性を向上させるために、レーダー、衛星通信、移動通信システムでよく使用されます。この種のアンテナはシンプルな設計と安定した性能を備えており、現代の通信技術で広く使用されています。
RFMISO デュアル偏波ホーン アンテナ製品の推奨:
RM-BDPHA0818-12（0.8～18GHz）
RM-CDPHA218-15（2～18GHz）
RM-DPHA6090-16（60～90GHz）
円偏波ホーンアンテナは、垂直方向と水平方向に同時に電磁波を受信および送信できる特別に設計されたアンテナです。通常、円形の導波管と特殊な形状のベルマウスで構成されます。この構造により、円偏波の送受信が可能となる。このタイプのアンテナはレーダー、通信、衛星システムで広く使用されており、より信頼性の高い信号送受信機能を提供します。
RFMISO 円偏波ホーン アンテナ製品の推奨事項:
RM-CPHA82124-20（8.2～12.4GHz）
RM-CPHA09225-13（0.9～2.25GHz）
RM-CPHA218-16（2～18GHz）
ホーンアンテナのメリット
1. 共振部品がなく、広い帯域幅と広い周波数範囲で動作します。
2. ビーム幅比は通常 10:1 (1 GHz – 10 GHz) ですが、場合によっては最大 20:1 になります。
3. シンプルなデザイン。
4. 導波管や同軸給電線への接続が簡単。
5. 定在波比（SWR）が低いため、定在波を低減できます。
6. 良好なインピーダンスマッチング。
7. 性能は周波数範囲全体にわたって安定しています。
8.小さな小葉を形成することができます。
9. 大型パラボラアンテナのフィードホーンとして使用されます。
10. より良い方向性を提供します。
11. 定在波を避けてください。
12. 共振コンポーネントがなく、広い帯域幅で動作できます。
13. 指向性が強く、より高い指向性を実現します。
14. 反射が少なくなります。
ホーンアンテナの応用
これらのアンテナは主に天文研究やマイクロ波ベースのアプリケーションに使用されます。これらは、実験室でさまざまなアンテナパラメータを測定するための給電要素として使用できます。マイクロ波周波数では、適度なゲインがある限り、これらのアンテナを使用できます。中程度の利得動作を実現するには、ホーン アンテナのサイズを大きくする必要があります。これらのタイプのアンテナは、必要な反射応答との干渉を避けるため、スピード カメラに適しています。パラボラ反射鏡は、ホーンアンテナなどの給電素子によって励起され、それによって反射鏡が提供する高い指向性を利用して反射鏡を照明することができます。
投稿日時: 2024 年 3 月 28 日
