Hornloftnet er ljósopsloftnet sem notar útvíkkaða bylgjuleiðara til að senda rafsegulorku út í tómt rými eða safna orku úr ákveðinni átt. Einföld uppbygging þess, fyrirsjáanlegt geislunarmynstur, tiltölulega mikil stefnuvirkni og geta til að starfa yfir gagnlegum örbylgju- og millimetrabylgjubreiddum gerir það að algengu vali fyrir loftnetsmælingar, ratsjár, gervihnattasamskipti, rafsegulmælingar, endurskinsstraumsmælingar og rannsóknarkerfi.
Þessi handbók útskýrir hvernig hornloftnet virka, helstu gerðir hornloftneta, afköstabreytur sem skipta máli, kosti þeirra og takmarkanir og hvernig á að velja viðeigandi hönnun fyrir tiltekna RF-forrit.
Hvað er hornloftnet?
Hornloftnet er myndað með því að smám saman víkka út endi bylgjuleiðara. Bylgjuleiðarinn ber stýrða rafsegulfræðilega stillingu, en útvíkkaði hlutinn myndar umskipti frá minni þversniði bylgjuleiðarans yfir í stærra geislunarop. Við opið tengist rafsegulsviðið út í tómt rými og myndar stefnubundna geisla.
Breiddin getur verið rétthyrnd, pýramídalaga, keilulaga, rifjuð, bylgjulaga eða sameinuð linsu eða skautunarneti. Hver rúmfræði breytir rekstrarbandvídd loftnetsins, mögnun, geislabreidd, skautunarhegðun, fasadreifingu, hliðarlobstigi og vélrænni stærð.
Hornloftnet er óvirkt. Það býr ekki til útvarpsafl eða magnar merki. Sýnilegur ávinningur þess kemur frá því að einbeita geisluðu orkunni í þrengra hornsvæði samanborið við ísótrópískan geisla. Sama stefnuhegðun bætir einnig móttöku úr tilætluðum áttum.
Hvernig virkar hornloftnet?
Hægt er að skilja virkni hornloftnets í fjórum stigum:
- Orka kemur inn í gegnum fóðrið.Rétthyrndur eða hringlaga bylgjuleiðari, umskipti frá koax til bylgjuleiðara eða annað RF-viðmót örvar nauðsynlega útbreiðsluham.
- Bylgjuleiðarinn stækkar smám saman.Útvíkkaði hlutinn eykur þversniðsflatarmálið og dregur úr skyndilegum umskiptum sem myndu eiga sér stað við opinn bylgjuleiðara.
- Svæðið dreifist yfir ljósopið.Hornlögunin stýrir dreifingu sveifluvíddar og fasa yfir ljósopið. Stærð ljósops og einsleitni sviðs hafa sterk áhrif á magn, geislabreidd, hliðarspólun og víxlskautun.
- Ljósopið geislar út í tómarúmið.Reitir við ljósopið sameinast og mynda stefnubundið fjarsviðsmynstur. Stærra rafop framleiðir almennt meiri stefnu og þrengri geisla, að því gefnu að fasavilla og tap séu stjórnuð.
Bjargið útilokar ekki alveg endurspeglun eða misræmi í viðnámi. Þess í stað veitir rétt hönnuð bjargið hægari umskipti, sem hjálpar til við að ná ásættanlegri VSWR og geislunarnýtni yfir fyrirhugað band. Lokaafköstin eru háð fóðrunarstillingu, bjargiðhorni, hornlengd, ljósopsstærð, framleiðslunákvæmni og öllum hryggjum, bylgjum, linsum eða skautunarbyggingum sem notaðar eru í hönnuninni.
Afköstarbreytur fyrir lyklahornsloftnet
Rekstrartíðnisvið
Nothæft tíðnisvið verður að vera samhæft við fóðrunarbylgjuleiðarann eða tengið og við rúmfræði hornsins. Athuga skal afköstin á öllu nauðsynlega bandinu, ekki aðeins á miðtíðninni. Fyrir horn sem er fóðrað með bylgjuleiðara er valið bylgjuleiðaraband og flans sérstaklega mikilvægt.
Gain og ljósopsstærð
Styrkur lýsir því hversu sterkt loftnetið einbeitir orku í tiltekna átt, þar á meðal áhrifum skilvirkni loftnetsins. Meiri styrkur krefst venjulega stærri rafmagnsopnunar. Við lægri tíðni krefst það venjulega líkamlega stærri horns til að ná sama styrk.
Geislabreidd og geislunarmynstur
Hálf geislabreidd gefur til kynna hornbreidd aðalgeislans. Horn með meiri styrk hefur almennt mjórri geisla. Verkfræðingar ættu einnig að skoða hliðarspólustig, hegðun fram-til-aftur og mynstur E-plans og H-plans þar sem tvö horn með svipaða styrk geta haft mismunandi þekju og hliðarspólueiginleika.
VSWR og afturfallstap
VSWR og afturfallstap gefa til kynna hversu vel loftnetsinntakið passar við RF kerfið. Léleg samsvörun eykur endurkastað afl og getur dregið úr aflinu sem berst loftnetinu. Viðunandi mörk eru háð sendi, móttakara, tapi á kapalnum, kvörðunarkröfum og kerfismörkum.
Pólun og krosspólun
Hornloftnet geta stutt línulega, tvílínulega, hringlaga eða tvíhringlaga skautun þegar þau eru hönnuð með viðeigandi fóðrunar- og skautunaruppbyggingu. Nauðsynleg skautun verður að passa við kerfið. Meta ætti víxlskautun, áshlutfall fyrir hringlaga skautun og tengieinangrun fyrir tvískautaðar hönnunir þegar hreinleiki skautunar er mikilvægur.
Aflstýring og RF tengi
Horn sem eru knúin af bylgjuleiðara eru oft valin fyrir örbylgjukerfi með miklum afli, en raunveruleg afköst eru háð heildarsamsetningunni, þar á meðal bylgjuleiðaranum, umbreytingum, tengjum, þrýstingi, efni og rekstrarumhverfi. Flansinn eða koaxial tengið verður að passa við restina af RF keðjunni bæði vélrænt og rafmagnslega.
Algengar gerðir af hornloftnetum
Pýramídalaga hornloftnet
Pýramídalaga horn teygir sig út bæði í E-plani og H-plani rétthyrndra bylgjuleiðara. Þetta er ein mest notaða hornrúmfræðin og er algeng í loftnetsmælingum, viðmiðunarforritum með staðlaðri styrkingu, ratsjárkerfum og endurskinsstraumum.
Sectoral Horn Loftnet
Geirhorn í E-plani þenst út í E-planinu, en geirhorn í H-plani þenst út í H-planinu. Þessar hönnunir eru gagnlegar þegar mismunandi geislabreidd er nauðsynleg í aðalplanunum tveimur eða þegar vélrænar takmarkanir kjósa útvíkkun í einu plani.
Keilulaga hornloftnet
Keilulaga horn er yfirleitt fóðrað af hringlaga bylgjuleiðara og hefur hringlaga op. Það getur stutt snúnings-samhverfa geislakröfur og hægt er að stilla það fyrir línulega eða hringlaga skautun, allt eftir fóðrun og örvunarstillingu.
Bylgjupappa hornloftnet
Bylgjur eru notaðar til að stjórna yfirborðsstraumum og ljósopssviðum. Vel hannað bylgjuhorn getur veitt samhverfan geisla, lága hliðarspólun og litla krossskautun, sem gerir það aðlaðandi fyrir nákvæmar straumgjafar, gervihnattasamskiptakerfi, útvarpsstjörnufræði og mælingaforrit.
Tvöfaldur rifinn og breiðbandshornloftnet
Hryggir breyta dreifingu bylgjuleiðarasviðsins og lækka virka afsláttartíðni, sem gerir kleift að nota breiðara rekstrarbandvídd en mörg hefðbundin einhliða horn. Tvöföld hrygguð breiðbandshorn eru mikið notuð í rafsegulfræðilegum krossmælingum, eftirliti, breiðbandsmælingum og rannsóknarstofukerfum. Enn ætti að endurskoða mögnun þeirra, mynstur og VSWR yfir allt bandið þar sem breiðbandsafköst eru ekki sjálfgefið einsleit.
Tvöfalt skautað og hringlaga skautað hornloftnet
Tvöföld skautuð horn nota aðskilin tengi eða rétthyrnda pólun til að styðja við tvær rétthyrndar pólunar. Hringlaga skautuð horn innihalda skautunartæki eða viðeigandi rétthyrnda pólun til að mynda hægri eða vinstri hringlaga pólun. Helstu eiginleikar eru einangrun tengis, krossskautun og áshlutfall.
Linsuhorn loftnet
Linsuhorn setur rafsegullinsu fyrir framan hornopið til að móta fasaframhliðina. Eftir hönnun getur linsan aukið stefnu, minnkað lengd markopsins eða búið til einbeitt svið fyrir efnismælingar og nálægðarsviðsforrit.
Kostir og takmarkanir hornloftneta
Kostir
- Stefnugeislun með fyrirsjáanlegum E-plans- og H-plansmynstrum
- Gagnlegur ávinningur yfir örbylgju- og millimetrabylgjutíðnisvið
- Góð geislunarnýtni þegar leiðara- og umskiptatapi eru stjórnað
- Miðlungs til breitt rekstrarbandvídd, allt eftir horni og fóðrunarhönnun
- Mikil afköst í viðeigandi bylgjuleiðaratengdum stillingum
- Einfaldleiki vélrænnar notkunar og endurtekningarhæfni
- Fáanlegt í línulegri, tvípólaðri og hringlaga pólaðri stillingu
Takmarkanir
- Líkamleg stærð eykst þegar tíðnin minnkar eða nauðsynlegur styrkur eykst
- Mjög mikil ávinningur getur krafist stórs ljósops eða viðbótarlinsu eða endurskins.
- Ljósopsfasavilla getur takmarkað magn og haft áhrif á afköst hliðarsneiðar
- Breiðbandslíkön geta sýnt verulegar breytingar á styrk og geislabreidd yfir bandið
- Nákvæm skautun og kröfur um lága hliðarlopa geta aukið flækjustig hönnunar og framleiðslu.
Forrit fyrir hornloftnet
Mæling og kvörðun loftnets
Einkennandi staðlaðar horn eru oft notuð sem viðmiðunarloftnet í mælingum á gain, geislunarmynstri, skautun og loftnetsdrægni. Stöðug rúmfræði þeirra og vel skilin hegðun eru gagnleg fyrir endurteknar rannsóknarstofu- og mælifræðivinnu.
EMC og EMS prófanir
Breiðbandshorn eru notuð til að mæla geislunarútgeislun og prófa geislunarónæmi yfir örbylgjutíðnisvið. Prófunarverkfræðingar velja loftnetið í samræmi við nauðsynlegt band, sviðsstyrk, aflstig, sveiflur í magni og kvörðunargögn.
Ratsjár og fjarkönnun
Hornloftnet geta þjónað sem sjálfstæð stefnuloftnet eða sem straumgjafir fyrir endurskinsbúnað í ratsjár-, myndgreiningar-, fjarkönnunar- og efnisgreiningarkerfum. Geislaform, hreinleiki skautunar og stjórnun á hliðarspólum geta verið mikilvæg í þessum forritum.
Gervihnatta- og punkt-til-punkts samskipti
Hornloftnet eru notuð sem straum- og stefnuloftnet í örbylgju- og millímetrabylgjutengingum. Eftir því hvaða kerfi er um að ræða geta verkfræðingar forgangsraðað magni, geislasamhverfu, hringlaga skautun, lágri krossskautun eða umhverfisvernd.
Endurskins- og linsufóðrunar
Lúður getur lýst upp parabólískum endurskinsfleti eða díelektrískum linsum. Val á straumgjafarmynstri hefur áhrif á lýsingu ljósops, útfall, skilvirkni, hliðarspóla og heildargeislunarmynstur sameinaða loftnetskerfisins.
Hvernig á að velja hornloftnet
Byrjaðu á að velja öll kerfiskröfurnar frekar en að velja eingöngu eftir ávinningi:
- Skilgreindu rekstrarsviðið.Staðfestið lágmarks- og hámarkstíðni og hvort samfelld eða punkttíðnisrekstur sé nauðsynlegur.
- Stilltu markmið um ávinning og þekju.Berðu saman styrkleika við geislabreidd E-plans og H-plans yfir allt bandið.
- Veldu skautunina.Veldu línulega, tvílínulega, hægri hringlaga, vinstri hringlaga eða tvíhringlaga pólun eftir þörfum.
- Athugaðu gæði mynstursins.Farið yfir hliðarblað, víxlskautun, áshlutfall, afköst frá fram-til-aftur og einangrun tengis þar sem við á.
- Staðfesta samsvörun og viðmót.Staðfestið VSWR eða bakslagstap, stærð bylgjuleiðara, flansstaðal, tengigerð og vélræna festingu.
- Hugleiddu orku og umhverfi.Takið tillit til afls sendisins, vinnuhringrásar, hitastigs, veðurverndar, þarfa fyrir radóm og uppsetningarskilyrða.
- Notið mælingargögn þar sem þörf krefur.Fyrir kvörðun, samræmisprófanir og nákvæmniskerfi skal nota gagnablað fyrir hvert líkan og mæld kvörðunargögn frekar en að reiða sig á nafngiftarfjölskyldulýsingu.
Til að fá hagnýtan samanburð á valþáttum, sjáLeiðbeiningar um val á RF MISO hornloftnetiÞú getur líka skoðað alltRF MISO horn loftnet úrval.
Algengar spurningar
Magnar hornloftnet merki?
Nei. Hornloftnet er óvirkt tæki. Orka þess stafar af því að beina sendri eða móttekinni orku, ekki af rafeindamagnun.
Eru allar hornloftnet breiðbands?
Nei. Margar hornloftnet bjóða upp á gagnlega bandvídd, en raunverulegt svið fer eftir straumfóðri, bylgjuleiðarastillingum, bjargmyndun, samsvörunarbyggingu og skautunarneti. Tvöföld hrygghorn eru sérstaklega hönnuð fyrir breiðari bandvídd.
Hvað ákvarðar styrk loftnets í horni?
Ávinningur er undir áhrifum stærðar rafops, skilvirkni ops, fasa- og sveifluvíddardreifingar, leiðarataps og tíðni. Stærri rafop styður almennt meiri stefnu, en góð sviðsstýring er nauðsynleg til að breyta stærð ops í gagnlegan ávinning.
Hver er munurinn á horni með venjulegri styrkingu og breiðbandshorni?
Horn með stöðluðum styrk er hannað til að veita fyrirsjáanlegan, vel skilgreindan styrk yfir tiltekið band og er oft notað sem mæliviðmiðun. Breiðbandshorn forgangsraðar notkun yfir breiðara tíðnisvið, þar sem styrkur og geislabreidd geta verið verulega breytileg yfir það svið.
Vinna með RF MISO
RF MISO býður upp á staðlaðar og sérsniðnar hornloftnet fyrir örbylgju- og millímetrabylgjuforrit, þar á meðal pýramídalaga, keilulaga, breiðbands-, bylgjulaga, tvípólaða, hringlaga pólaða og linsuhornhönnun. Val ætti alltaf að byggjast á tíðnisviði, mögnun, mynstri, skautun, VSWR, tengi og umhverfiskröfum hvers gerðar.
Skoðaðu okkarvörur fyrir hornloftnet or Hafðu samband við RF MISOtil að ræða umsókn þína og tæknilegar kröfur.
Heimildir og frekari lestur
Birtingartími: 28. mars 2024
