ホーンアンテナの歴史は1897年に遡り、当時、無線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用いた先駆的な実験設計を行いました。その後、GCサウスワースとウィルマー・バローがそれぞれ1938年に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様々な分野への応用を解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、しばしばホーンアンテナと呼ばれます。マイクロ波アンテナしたがって、本稿ではホーンアンテナの仕組みと、様々な分野におけるその応用について探究する。
ホーンアンテナとは何ですか？
A ホーンアンテナホーンアンテナは、マイクロ波周波数帯向けに設計された開口アンテナで、先端が広がった形状、つまり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わたって容易に伝送できます。ホーンアンテナは主にマイクロ波周波数帯で動作するため、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給電ホーンとして使用されます。設計と調整が容易であること、定在波比が低いこと、適度な指向性、広い帯域幅などが利点です。
ホーンアンテナの設計と動作
ホーンアンテナは、無線周波数マイクロ波信号の送受信にホーン形状の導波管を用いて設計できます。通常、導波管給電と電波の指向性を利用して狭いビームを形成します。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。適切な動作を確保するためには、アンテナのサイズは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やホーンのサイズが小さい場合、アンテナは正常に動作しません。
ホーンアンテナの輪郭図
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口から放射されますが、残りのエネルギーは同じ入口から反射されます。これは、入口が開いているため、空間と導波管間のインピーダンス整合が悪くなるためです。さらに、導波管の端部では、回折が導波管の放射特性に影響を与えます。
導波管の欠点を克服するため、端部の開口部を電磁ホーンの形状に設計した。これにより、空間と導波管間のスムーズな移行が可能となり、電波の指向性が向上する。
導波管をホーン構造のように変更することで、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、端部での回折が低減され、入射エネルギーが前方方向に放射されるため、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、磁場が発生します。導波管伝搬の場合、伝搬する磁場は導波管の壁を通して制御できるため、球面状に伝搬するのではなく、自由空間伝搬と同様の伝搬パターンになります。伝搬した磁場が導波管の端に到達すると、自由空間と同様に伝搬するため、導波管の端では球面状の波面が得られます。
一般的なホーンアンテナの種類
標準利得ホーンアンテナ標準利得ホーンアンテナは、固定利得とビーム幅を持つ、通信システムで広く使用されているアンテナの一種です。このタイプ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、高い電力伝送効率、優れた耐干渉性を提供します。標準利得ホーンアンテナは、通常、移動体通信、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規格のゲインを持つホーンアンテナ製品のおすすめ：
RM-SGHA159-20（4.90～7.05GHz）
RM-SGHA90-15（8.2～12.5GHz）
RM-SGHA284-10（2.60～3.95GHz）
広帯域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性能を維持できます。無線通信システム、レーダーシステム、その他広帯域カバレッジを必要とする用途で広く使用されています。ベルマウスのような形状をしており、信号の送受信を効率的に行うことができ、強力な耐干渉性と長距離伝送能力を備えています。
RFMISO広帯域ホーンアンテナ製品のおすすめ：
RM-BDHA618-10（6～18GHz）
RM-BDPHA4244-21（42-44 GHz）
RM-BDHA1840-15B（18-40GHz）
デュアル偏波ホーンアンテナは、互いに直交する2方向で電磁波を送受信するため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つのコルゲートホーンアンテナで構成され、水平方向と垂直方向の両方で偏波信号を同時に送受信できます。レーダー、衛星通信、移動体通信システムなどで、データ伝送の効率と信頼性を向上させるために広く使用されています。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、現代の通信技術において幅広く利用されています。
RFMISOデュアル偏波ホーンアンテナ製品のおすすめ：
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の両方で電磁波を送受信できる特殊なアンテナです。通常、円形導波管と特殊な形状のベルマウスで構成されています。この構造により、円偏波の送受信が可能になります。このタイプのアンテナは、レーダー、通信、衛星システムなど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おすすめ：
RM-CPHA82124-20（8.2～12.4GHz）
RM-CPHA09225-13（0.9～2.25GHz）
RM-CPHA218-16（2～18GHz）
ホーンアンテナの利点
1. 共振部品がなく、広い帯域幅と広い周波数範囲で動作可能です。
2. ビーム幅比は通常10:1（1GHz～10GHz）ですが、場合によっては20:1までになることもあります。
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容易です。
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整合。
7. 周波数範囲全体にわたって安定した性能を発揮します。
8. 小さな葉状体を形成することができる。
9. 大型パラボラアンテナの給電ホーンとして使用される。
10．より明確な方向性を提供する。
11. 定常波を避ける。
12. 共振部品がなく、広い帯域幅で動作可能です。
13. 指向性が強く、より高い指向性を提供します。
14. 反射が少なくなる。
ホーンアンテナの応用
これらのアンテナは主に天文学研究やマイクロ波を用いた用途に使用されます。実験室で様々なアンテナパラメータを測定するための給電素子として使用できます。マイクロ波周波数では、中程度の利得があれば使用可能です。中程度の利得を実現するには、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。放物面反射鏡は、ホーンアンテナなどの給電素子によって励振され、高い指向性を利用して反射鏡を照射することができます。
投稿日時：2024年3月28日
