波导喇叭天线入门简介

(一)定义

波导喇叭天线是一种孔径天线,其内部金属壁逐渐过渡,以确保波导端口与自由空间之间的阻抗匹配。这样,可以调整波导喇叭天线的孔径和轴向长度,以获得给定应用所需的增益和方向性。波导天线可以是金字塔形(矩形)喇叭、锥形喇叭、扇形喇叭、喇叭透镜、波纹馈源喇叭、探头或全向喇叭。此外,波导喇叭天线可以设计有金属脊或介质结构,其改变喇叭天线的阻抗或带宽特性。一般来说,波导喇叭天线表现出高增益和高方向性波束特性,这使得它们非常适合微波/毫米波测试、传感(雷达)和卫星通信(经常与截抛物面天线配对)。

(二)原理和特性

在波导喇叭天线内,波导传导的平面电磁波逐渐转变为自由空间传播的弯曲波前。在矩形天线中,波导模式通常是具有弯曲波前的TE10或TE01。扇形喇叭天线发射柱形波前,锥形喇叭天线发射球形波前。喇叭的扩口影响天线响应的增益、波束宽度和方向性,扩口越宽,波束宽度越宽,方向性和增益越低。金字塔形/矩形喇叭天线由于喇叭过渡相关的相位误差,往往会损害相当大的旁瓣。喇叭(软喇叭)的非线性扩口,例如波纹、介质壁内衬或垂直于电磁场传播方向的条带,有时用于纠正这种情况。

PEWAN1034(WR-19 波导喇叭天线,50 GHz~58 GHz)

各种喇叭天线表现出不同的带宽特性,但是通常“简单”的喇叭结构倾向于具有由阻抗匹配过渡引起的操作窄带宽。为了提高该带宽,可以增加脊或电介质透镜/插入物,以允许更宽的带宽阻抗匹配和波导带的更大效用。电介质透镜也可以用于将喇叭天线输出端的弯曲波前转换成平面波前,这些经常被称为喇叭透镜天线

PEWAN1012(WR-15 波导标准增益喇叭天线,50GHz~75GHz)

考虑到波导喇叭的高增益、方向性、功率处理等,这些天线经常用于测试其他天线、电表征介质自由空间、测试电磁兼容性/电磁干扰(EMC/EMI)、雷达以及其他应用。

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