ホーンアンテナとは何ですか？主な原理と用途は何ですか？

ホーンアンテナ表面アンテナは、導波管の端が徐々に開く円形または長方形の断面を持つマイクロ波アンテナです。マイクロ波アンテナの中で最も広く使われているタイプです。放射場は、スピーカーの開口部のサイズと伝搬方式によって決まります。その中で、ホーン壁が放射に及ぼす影響は、幾何回折の原理を用いて計算できます。ホーンの長さが変わらない場合、ホーンの開口角が大きくなるにつれて開口部の表面積と二次位相差は大きくなりますが、ゲインは開口部の表面積によって変化しません。スピーカーの周波数帯域を広げる必要がある場合は、スピーカーのネックと開口部での反射を減らす必要があります。反射は開口部のサイズが大きくなるにつれて小さくなります。ホーンアンテナの構造は比較的単純で、パターンも比較的単純で制御しやすいです。一般的に中程度の指向性アンテナとして使用されます。広い周波数範囲、低いサイドローブ、高効率の放物面反射ホーンアンテナは、マイクロ波中継通信でよく使用されます。

ホーンアンテナの放射場は、ホイヘンスの原理を用いて表面場から計算できます。開口面の電界は、ホーンの開口面のサイズと伝搬波パターンによって決まります。幾何学的回折理論を用いてホーン壁の放射への影響を計算することで、計算されたパターンと測定値は遠方側ローブまで良好な一致が得られます。その放射特性は開口面のサイズと電界分布によって決まり、インピーダンスはスピーカーのネック（始点不連続）と開口面の反射によって決まります。ホーンの長さが一定の場合、ホーンの開口角を徐々に大きくすると、開口面のサイズと二次位相差も同時に大きくなりますが、ゲインは開口面のサイズと同時には大きくならず、最大値のゲインが存在します。開口面のサイズを持つスピーカーは、最良のスピーカーと呼ばれます。円錐形ホーンとピラミッド形ホーンは球面波を伝搬する一方、片面（E面またはH面）が開いている扇形ホーンは円筒波を伝搬する。ホーン開口部の表面場は、二次位相差を持つ場となる。この二次位相差の大きさは、ホーンの長さと開口部の表面積に関係する。

ホーンアンテナは、一般的に次の分野で使用されています。1. 大型電波望遠鏡の給電、衛星地上局の反射アンテナ給電、マイクロ波中継通信の反射アンテナ給電。2. フェーズドアレイのユニットアンテナ。3. 測定において、ホーンアンテナは、他の高利得アンテナの校正および利得テストの共通標準としてよく使用されます。